DE102023104680A1 - SYSTEM AND METHOD FOR AN ELECTRIC TURBOCHARGER - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR AN ELECTRIC TURBOCHARGER Download PDF

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Abstract

Bereitgestellt werden Verfahren und Systeme für elektrische Turbolader. In einem Beispiel umfasst ein Turbolader eine Welle, die ein Verdichterrad mit einem Turbinenrad koppelt, eine elektrische Maschine mit einem Stator, der die Welle zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad umgibt, und einen Ölzufuhrkanal, der in einem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist und mit einer ersten Öldüse, die zur Welle hin ausgerichtet ist, fluidisch gekoppelt ist.Methods and systems for electric turbochargers are provided. In one example, a turbocharger includes a shaft coupling a compressor wheel to a turbine wheel, an electric machine having a stator surrounding the shaft between the compressor wheel and the turbine wheel, and an oil supply passage formed in a housing of the electric machine and having fluidly coupled to a first oil jet aligned with the shaft.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/268,673 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FüR AN ELECTRIC TURBOCHARGER“, die am 28. Februar 2022 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt der oben genannten Anmeldung wird hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen.The present application claims the priority of the provisional U.S. Application No. 63/268,673 entitled "SYSTEM AND METHOD FOR AN ELECTRIC TURBOCHARGER" filed on February 28, 2022. The entire content of the above application is hereby incorporated by reference for all purposes.

HINTERGRUNDBACKGROUND

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Ausführungsformen des hier offenbarten Gegenstands betreffen elektrische Turbolader.Embodiments of the subject matter disclosed herein relate to electric turbochargers.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Fahrzeuge, wie etwa Schienenfahrzeuge, andere Geländefahrzeuge und Straßenfahrzeuge, können einen Motor, zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, aufweisen, der Gemische aus Kraftstoff und Luft verbrennt. In manchen Beispielen kann die Leistungsabgabe des Motors erhöht werden, indem die Ansaugluft vor der Verbrennung im Motor komprimiert wird, wodurch die Luftladung, zum Beispiel die Dichte der Sauerstoffmoleküle, erhöht wird und die entsprechende Menge des eingespritzten Kraftstoffs erhöht werden kann. Die Verdichtung der Ansaugluft kann durch den Einsatz eines Turboladers im Fahrzeug erreicht werden, wobei ein Verdichter des Turboladers mit einem Lufteinlasssystem des Motors und eine Turbine des Turboladers mit einem Auslasssystem des Motors verbunden ist. Die Turbine und der Verdichter sind durch eine Welle verbunden, und die Drehung der Turbine, die durch den Abgasstrom angetrieben wird, treibt die Drehung des Verdichters an.Vehicles, such as railcars, other off-highway vehicles, and on-highway vehicles, may include an engine, such as an internal combustion engine, that combusts mixtures of fuel and air. In some examples, engine power output may be increased by compressing intake air prior to combustion in the engine, which increases air charge, such as oxygen molecule density, and may increase the corresponding amount of fuel injected. Compressing the intake air may be achieved through the use of a turbocharger in the vehicle, with a compressor of the turbocharger being connected to an air intake system of the engine and a turbine of the turbocharger being connected to an exhaust system of the engine. The turbine and compressor are connected by a shaft, and rotation of the turbine, driven by the flow of exhaust gas, drives rotation of the compressor.

In manchen Fällen kann der Ersatz eines Turboladers durch einen elektrischen Turbolader, zum Beispiel einen E-Turbo, erwünscht sein. Der E-Turbo kann jedoch auf einen Generator angewiesen sein, der mit der Welle verbunden ist, die die Turbine und den Verdichter verbindet. Um die Positionierung des Generators entlang der Welle zu ermöglichen, können Änderungen an den umgebenden Komponenten erforderlich sein. Es kann wünschenswert sein, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, die sich von den derzeit verfügbaren Systemen und Verfahren unterscheiden.In some cases, replacing a turbocharger with an electric turbocharger, such as an e-turbo, may be desirable. However, the e-turbo may rely on a generator connected to the shaft that connects the turbine and compressor. Modifications to the surrounding components may be required to allow for the positioning of the generator along the shaft. It may be desirable to provide a system and method that differ from currently available systems and methods.

KURZBESCHREIBUNGBRIEF DESCRIPTION

In einer Ausführungsform wird ein Turboladersystem bereitgestellt, das eine Welle, die ein Verdichterrad mit einem Turbinenrad verbindet, eine elektrische Maschine mit einem Stator, der die Welle zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad umgibt, und einen Ölzufuhrkanal aufweist, der in einem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist und mit einer ersten Öldüse, die zu der Welle hin ausgerichtet ist, fluidisch gekoppelt ist.In one embodiment, a turbocharger system is provided that includes a shaft connecting a compressor wheel to a turbine wheel, an electric machine having a stator surrounding the shaft between the compressor wheel and the turbine wheel, and an oil feed passage formed in a housing of the electric machine and is fluidly coupled to a first oil jet oriented toward the shaft.

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem Öl durch einen Ölzufuhrkanal eines elektrischen Turboladers zu einer in dem elektrischen Turbolader angeordneten Öldüse geleitet wird.In one embodiment, a method is provided in which oil is directed through an oil supply passage of an electric turbocharger to an oil nozzle located in the electric turbocharger.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt ein Fahrzeugsystem mit einem elektrischen Turbolader. 1 shows a vehicle system with an electric turbocharger.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Turboladers auf der Verdichterseite des elektrischen Turboladers. 2 12 shows a perspective view of an electric turbocharger on the compressor side of the electric turbocharger.
  • 3 zeigt eine andere Perspektive des elektrischen Turboladers von 2 auf der Turbinenseite des elektrischen Turboladers. 3 shows another perspective of the electric turbocharger from 2 on the turbine side of the electric turbocharger.
  • 4 zeigt eine perspektivische Schnittansicht des elektrischen Turboladers aus 2-3. 4 FIG. 14 is a perspective sectional view of the electric turbocharger of FIG 2-3 .
  • 5 zeigt eine weitere perspektivische Schnittansicht des elektrischen Turboladers der 2 - 4. 5 shows another perspective sectional view of the electric turbocharger of FIG 2 - 4 .
  • 6 zeigt eine Seitenschnittansicht des elektrischen Turboladers aus 2-5. 6 FIG. 14 is a side sectional view of the electric turbocharger of FIG 2-5 .
  • 7 zeigt eine vergrößerte Seitenschnittansicht eines Ölzufuhrkanals des elektrischen Turboladers von 2 - 6. 7 12 shows an enlarged side sectional view of an oil supply passage of the electric turbocharger of FIG 2 - 6 .
  • 8 zeigt eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht des Ölzufuhrkanals des elektrischen Turboladers von 2 - 7. 8th FIG. 14 is an enlarged sectional perspective view of the oil supply passage of the electric turbocharger of FIG 2 - 7 .
  • 9 zeigt eine vergrößerte Seitenschnittansicht einer ersten Öldüse des elektrischen Turboladers von 2 - 8. 9 12 is an enlarged side sectional view of a first oil jet of the electric turbocharger of FIG 2 - 8th .
  • 10 zeigt eine vergrößerte Seitenschnittansicht einer zweiten Öldüse des elektrischen Turboladers aus 2 - 9. 10 FIG. 14 is an enlarged side sectional view of a second oil jet of the electric turbocharger of FIG 2 - 9 .
  • 11 zeigt eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht des Ölzufuhrkanals, der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse des elektrischen Turboladers der 2 - 10. 11 FIG. 12 is an enlarged sectional perspective view of the oil supply passage, the first oil nozzle and the second oil nozzle of the electric turbocharger of FIG 2 - 10 .
  • 12 zeigt eine Seitenschnittansicht eines Pufferluftkanals des elektrischen Turboladers der 2 - 11. 12 FIG. 12 shows a side sectional view of a buffer air duct of the electric turbocharger of FIG 2 - 11 .
  • 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines elektrischen Turboladers. 13 shows a flowchart of a method for controlling an electric turbocharger.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ausführungsformen der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung offenbart und können sich auf Verfahren und Systeme für elektrische Turbolader beziehen. Andere Ausführungsformen können sich auf Verfahren und Systeme für ein Mehrstoffsystem eines Verbrennungsmotors (ICE) beziehen, das den E-Turbo aufweist. Der Verbrennungsmotor kann mit einer Kombination aus verschiedenen Kraftstoffen betrieben werden. Diese Kraftstoffe können relativ unterschiedliche Mengen an Kohlenstoff enthalten. In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor ein Mehrstoffmotor sein, der eine Vielzahl von Kraftstoffen verbrennt. Jeder der Vielzahl von Kraftstoffen kann in separaten Kraftstofftanks gelagert werden. In einer Ausführungsform können einer oder mehrere der Kraftstoffe und der zugehörige Kraftstofftank in einem anderen Kraftstofftank untergebracht sein, der einen anderen Kraftstoff enthält. In einem Beispiel kann ein Tank für gasförmigen Kraftstoff, der selektiv mit einem gasförmigen Kraftstoff befüllt werden kann, innerhalb eines Innenvolumens eines Tanks für flüssigen Kraftstoff angeordnet sein, der selektiv mit einem flüssigen Kraftstoff befüllt werden kann.Embodiments of the invention are disclosed in the following description and may relate to methods and systems for electric turbochargers. Other embodiments may relate to methods and systems for a multi-fuel internal combustion engine (ICE) system including the e-turbo. The internal combustion engine can run on a combination of different fuels. These fuels can contain relatively varying amounts of carbon. In one example, the internal combustion engine may be a multi-fuel engine that combusts a variety of fuels. Each of the variety of fuels can be stored in separate fuel tanks. In one embodiment, one or more of the fuels and associated fuel tank may be housed in another fuel tank containing a different fuel. In one example, a gaseous fuel tank that can be selectively filled with a gaseous fuel may be disposed within an interior volume of a liquid fuel tank that can be selectively filled with a liquid fuel.

Der ICE kann einen oder mehrere der folgenden Kraftstoffe verbrennen: Benzin, Diesel, hydrierter erneuerbarer Diesel (HDRD), Alkohol(e), Ether, Ammoniak, Biodiesel, Wasserstoff, Erdgas, Kerosin, Synthesegas, kryogene Kraftstoffe und dergleichen. Die Vielzahl der Brennstoffe kann gasförmige, flüssige und feste Brennstoffe umfassen, einzeln oder in Kombination. Die Substitutionsrate eines Primärkraftstoffs des Verbrennungsmotors durch einen Sekundärkraftstoff kann auf Grundlage einer aktuellen Motorlast bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann die Substitutionsrate einer Einspritzmenge eines Kraftstoffs mit relativ niedrigem Kohlenstoffgehalt oder ohne Kohlenstoffgehalt (zum Beispiel Wasserstoffgas oder Ammoniak) entsprechen. Mit zunehmender Substitutionsrate nimmt der relative Anteil des Kraftstoffs mit geringerem oder keinem Kohlenstoffgehalt zu und der Gesamtkohlenstoffgehalt des kombinierten Kraftstoffs sinkt. Zusätzlich oder alternativ kann die Substitutionsrate der Einspritzmenge oder der Abgabe eines gasförmigen Kraftstoffs im Verhältnis zu einem flüssigen Kraftstoff entsprechen. In manchen Beispielen kann die Substitutionsrate in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter eines elektrischen Turboladers (E-Turbo) angepasst werden.The ICE can burn one or more of the following fuels: gasoline, diesel, hydrogenated renewable diesel (HDRD), alcohol(s), ether, ammonia, biodiesel, hydrogen, natural gas, kerosene, syngas, cryogenic fuels, and the like. The variety of fuels can include gaseous, liquid, and solid fuels, individually or in combination. The rate of substitution of a primary fuel of the internal combustion engine with a secondary fuel may be determined based on a current engine load. In one embodiment, the substitution rate may correspond to an injection amount of a relatively low-carbon or no-carbon fuel (e.g., hydrogen gas or ammonia). As the substitution rate increases, the relative fraction of the fuel with less or no carbon content increases and the total carbon content of the combined fuel decreases. Additionally or alternatively, the substitution rate may correspond to the injection quantity or delivery of a gaseous fuel relative to a liquid fuel. In some examples, the substitution rate may be adjusted depending on an electric turbocharger (e-turbo) operating parameter.

In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor Kraftstoffe verbrennen, die sowohl Diesel als auch Wasserstoff enthalten. In manchen Betriebsarten kann der Verbrennungsmotor nur Diesel, nur Wasserstoff oder eine Kombination davon verbrennen (zum Beispiel während der ersten, zweiten bzw. dritten Bedingung). Wenn Wasserstoff zugeführt wird, können die Betriebsbedingungen derart angepasst werden, dass eine bessere Verbrennung des Wasserstoffs gefördert wird. Das Motorsystem kann ein Gemisch aus drei oder mehr Kraftstoffen einschließlich Diesel, Wasserstoff und Ammoniak verbrennen. Zusätzlich oder alternativ kann dem Verbrennungsgemisch auch Ethanol beigemischt werden.In one example, the internal combustion engine may combust fuels that include both diesel and hydrogen. In some operating modes, the engine may burn only diesel, only hydrogen, or a combination thereof (e.g., during the first, second, and third conditions, respectively). When hydrogen is added, operating conditions can be adjusted to promote better combustion of the hydrogen. The engine system can burn a mixture of three or more fuels including diesel, hydrogen and ammonia. In addition or as an alternative, ethanol can also be admixed to the combustion mixture.

In einem Beispiel können Systeme und Verfahren für den Mehrstoffmotor die Verbrennung eines Primärkraftstoffs in Kombination mit einem oder mehreren Sekundärkraftstoffen umfassen. Der Multi-Fuel-Motor kann den Primärkraftstoff allein verbrennen. Unter bestimmten Bedingungen kann der Mehrstoffmotor die Menge des verbrauchten Primärkraftstoffs verringern, indem er einen oder mehrere Sekundärkraftstoffe in ein Verbrennungsgemisch einbringt. Die Sekundärkraftstoffe können einen geringeren Kohlenstoffgehalt als der Primärkraftstoff aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Sekundärkraftstoffe billiger, besser verfügbar und/oder effizienter sein. Die Sekundärkraftstoffe können sich in ihrer Zündfähigkeit und Brenngeschwindigkeit unterscheiden. Der Zündzeitpunkt des Mehrstoffmotors kann in Abhängigkeit vom Verbrennungsgemisch angepasst werden, um die Einbeziehung der Sekundärkraftstoffe zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann der Zündzeitpunkt verzögert werden, wenn die Wasserstoffmenge erhöht wird. Als weiteres Beispiel kann der Zündzeitpunkt vorverlegt werden, wenn die Menge an Ammoniak erhöht wird. Der Zündzeitpunkt kann auf diese Weise weiter angepasst werden, wenn dem Verbrennungsgemisch der Primärkraftstoff und ein oder mehrere Sekundärkraftstoffe zugesetzt oder entnommen werden. Auf diese Weise können Klopfen und Vorverbrennung vermindert werden.In one example, systems and methods for the multi-fuel engine may include combusting a primary fuel in combination with one or more secondary fuels. The multi-fuel engine can burn the primary fuel alone. Under certain conditions, the multi-fuel engine can reduce the amount of primary fuel consumed by introducing one or more secondary fuels into a combustion mixture. The secondary fuels may have a lower carbon content than the primary fuel. Additionally or alternatively, the secondary fuels may be cheaper, more available, and/or more efficient. The secondary fuels can differ in their ignitability and burning rate. The ignition timing of the multi-fuel engine can be adjusted depending on the combustion mixture to account for the inclusion of the secondary fuels. For example, ignition timing may be retarded as the amount of hydrogen is increased. As another example, spark timing may be advanced as the amount of ammonia is increased. The ignition timing can be adjusted further in this way when the primary fuel and one or more secondary fuels are added to or removed from the combustion mixture. In this way, knocking and pre-combustion can be reduced.

Ausführungsformen des hier beschriebenen Systems können eine Vielzahl von Motortypen und eine Vielzahl von motorgetriebenen Systemen aufweisen. Manche dieser Systeme können stationär sein, während andere auf semimobilen oder mobilen Plattformen stehen können. Semimobile Plattformen können zwischen den Betriebszeiten versetzt werden, zum Beispiel auf Anhängern montiert. Zu den mobilen Plattformen können selbstfahrende Fahrzeuge gehören. Solche Fahrzeuge können Straßenfahrzeuge (zum Beispiel Autos), Bergbauausrüstungen, Wasserfahrzeuge, Flugzeuge, Schienenfahrzeuge und andere Geländefahrzeuge (OHVs) sein. Zur Veranschaulichung kann ein Schienenfahrzeug, wie etwa eine Lokomotive, als Beispiel für eine mobile Plattform angeführt werden. In einem Beispiel kann ein Fahrzeugsystem einen Motor, einen Turbolader, ein Nachbehandlungssystem, ein Kraftstoffsystem und ein Steuerungssystem aufweisen.Embodiments of the system described herein may include a variety of engine types and a variety of engine driven systems. Some of these systems may be stationary while others may be on semi-mobile or mobile platforms. Semi-mobile platforms can be moved between operating hours, for example mounted on trailers. Mobile platforms may include self-driving vehicles. Such vehicles may include road vehicles (e.g., automobiles), mining equipment, watercraft, airplanes, railroad vehicles, and other all-terrain vehicles (OHVs). To illustrate, a rail vehicle, such as a locomotive, can be given as an example of a mobile platform. In one example, a vehicle system may include an engine, a turbocharger, an aftertreatment system, a fuel system, and a control system.

Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Das dargestellte Fahrzeugsystem ist ein Schienenfahrzeug (zum Beispiel eine Lokomotive). Das Fahrzeugsystem ist mit einem Motor 104 dargestellt und wird von einer Vielzahl von Rädern 112 auf Schienen 102 getragen. Ein geeigneter Motor kann ein Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Brennkammern (zum Beispiel Zylindern) sein. Die Zylinder des Motors können über eine Kraftstoffleitung 107 Kraftstoff von einem Kraftstoffsystem 103 erhalten. In manchen Ausführungsformen kann die Kraftstoffleitung mit einer Common-Rail-Kraftstoffleitung, einer Kraftstoffpumpe, einem Druckspeicher und einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen verbunden sein. In anderen Ausführungsformen können andere kraftstoffumwandelnde Energiequellen verwendet werden. Ein Beispiel für eine solche Alternative ist eine Brennstoffzelle oder eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Brennstoffzelle.With reference to 1 A block diagram of a vehicle system 100 is shown. The vehicle system illustrated is a rail vehicle (e.g., a locomotive). The vehicle system is shown with an engine 104 and is supported by a plurality of wheels 112 on rails 102 . A suitable engine may be an internal combustion engine having a plurality of combustion chambers (e.g., cylinders). Cylinders of the engine may receive fuel from a fuel system 103 via a fuel line 107 . In some embodiments, the fuel line may be connected to a common rail fuel line, a fuel pump, an accumulator, and a plurality of fuel injectors. In other embodiments, other fuel-converting energy sources may be used. An example of such an alternative is a fuel cell or a combination of an internal combustion engine and a fuel cell.

Der Motor kann Ansaugluft zur Verbrennung von einem Ansaugkanal 114 erhalten. Die Ansaugluft umfasst Umgebungsluft von außerhalb des Fahrzeugs, die durch einen Luftfilter 160 in den Ansaugkanal strömt. Der Ansaugkanal kann einen Ansaugkrümmer des Motors aufweisen und/oder mit diesem gekoppelt sein. Das bei der Verbrennung in dem Motor entstehende Abgas wird einem Abgaskanal 105 zugeführt. Die Abgase strömen durch den Abgaskanal zu einem Schalldämpfer 117 und aus einem Abgaskamin 119.The engine may receive intake air for combustion from an intake passage 114 . The intake air includes ambient air from outside the vehicle that flows through an air cleaner 160 into the intake duct. The intake passage may include and/or be coupled to an intake manifold of the engine. The exhaust gas produced during combustion in the engine is fed to an exhaust gas duct 105 . The exhaust gases flow through the exhaust duct to a silencer 117 and out an exhaust stack 119.

In manchen Ausführungsformen kann der Motor ein Mehrstoffmotor sein, der Luft und zwei oder mehr Kraftstoffe verbrennt. Geeignete Kraftstoffe können flüssig, gasförmig oder eine Kombination davon sein. Geeignete flüssige Kraftstoffe können Benzin, Kerosin, Dieselkraftstoff (einschließlich HDRD und Biodiesel) oder andere Erdöldestillate, Alkohol oder Dimethylether sein. Andere flüssige Brennstoffe bzw. Kraftstoffe können solche mit einer Dichte sein, die eine Selbstzündung ermöglicht. Geeignete gasförmige Brennstoffe sind Erdgas, Propan, Synthesegas, Wasserstoff, Ammoniak und dergleichen sowie Mischungen aus zwei oder mehreren der vorgenannten Stoffe. Während in manchen Ausführungsformen eine Selbstzündung in Betracht gezogen wird, können in anderen Ausführungsformen auch andere Zündungen, wie etwa eine Fremdzündung und/oder andere Formen der Zündung, wie etwa Laser, Plasma oder dergleichen, verwendet werden. Wie weiter unten erläutert, kann der Motor in einem Mehrkraftstoffbetrieb arbeiten, bei dem zwei oder mehr Kraftstoffe gleichzeitig in den Motorzylindern verbrannt werden, oder in einem Einkraftstoffbetrieb, bei dem nur ein einziger Kraftstoff in den Motorzylindern verbrannt wird. In manchen Ausführungsformen kann der Einkraftstoffbetrieb ein Dieselkraftstoffbetrieb sein, bei dem 100 % Dieselkraftstoff in den Motorzylindern verbrannt wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Motor ein Zweistoffmotor sein, der eine Mischung aus gasförmigem Kraftstoff und Dieselkraftstoff verbrennt. Das hier verwendete Substitutionsverhältnis kann sich auf das Verhältnis oder den Prozentsatz eines Sekundärkraftstoffs (zum Beispiel gasförmiger Kraftstoff) zum Dieselkraftstoff beziehen, der in den Motorzylindern verbrannt wird. Auch hier kann es sich bei einem geeigneten Motor um einen Mehrstoffmotor handeln, der mit Dieselkraftstoff und Erdgas betrieben wird, aber in anderen Ausführungsformen kann der Motor auch andere Monokraftstoffe wie Benzin, Diesel oder Erdgas, Wasserstoff, Ammoniak, Alkohol oder verschiedene Kombinationen von Kraftstoffen außer Diesel und Erdgas verwenden.In some embodiments, the engine may be a multi-fuel engine that combusts air and two or more fuels. Suitable fuels can be liquid, gaseous or a combination thereof. Suitable liquid fuels can be gasoline, kerosene, diesel fuel (including HDRD and biodiesel) or other petroleum distillates, alcohol or dimethyl ether. Other liquid fuels or fuels can be those with a density that enables auto-ignition. Suitable gaseous fuels are natural gas, propane, synthesis gas, hydrogen, ammonia and the like, as well as mixtures of two or more of the aforementioned substances. While auto-ignition is contemplated in some embodiments, other ignitions, such as spark ignition and/or other forms of ignition, such as laser, plasma, or the like, may also be used in other embodiments. As discussed below, the engine may operate in a multi-fuel mode, where two or more fuels are combusted in the engine cylinders at the same time, or in a single-fuel mode, where only a single fuel is combusted in the engine cylinders. In some embodiments, the single fuel operation may be a diesel fuel operation where 100% diesel fuel is combusted in the engine cylinders. In another embodiment, the engine may be a dual fuel engine that combusts a mixture of gaseous fuel and diesel fuel. As used herein, substitution ratio may refer to the ratio or percentage of a secondary fuel (e.g., gaseous fuel) to diesel fuel combusted in engine cylinders. Again, a suitable engine may be a multi-fuel engine that runs on diesel fuel and natural gas, but in other embodiments the engine may also run on other mono-fuels such as gasoline, diesel or natural gas, hydrogen, ammonia, alcohol, or various combinations of fuels except Use diesel and natural gas.

In manchen Ausführungsformen kann das Fahrzeugsystem Brennstoffzellen (zum Beispiel Wasserstoff-Brennstoffzellen) enthalten, die für den Antrieb des Fahrzeugsystems verwendet werden. Zum Beispiel kann das Fahrzeugsystem den in den Brennstoffzellen gespeicherten Kraftstoff (zum Beispiel Wasserstoff) in elektrische Leistung umwandeln, und die elektrische Leistung kann den elektrischen Fahrmotoren 124 des Fahrzeugsystems zugeführt werden, um das Fahrzeugsystem über das von den erregten elektrischen Fahrmotoren an die mehreren Räder abgegebene Drehmoment entlang der Schienen zu bewegen (zum Beispiel anzutreiben). In manchen Ausführungsformen kann der Motor selektiv aktiviert oder deaktiviert werden. In solchen Ausführungsformen können die elektrischen Fahrmotoren von den Brennstoffzellen mit Energie versorgt werden, um das Fahrzeugsystem mit oder ohne Verbrennung von Kraftstoff im Motor anzutreiben. Zum Beispiel kann das Fahrzeugsystem unter bestimmten Bedingungen durch das Drehmoment angetrieben werden, das die Fahrmotoren infolge der Erregung der Fahrmotoren durch die Brennstoffzellen auf die Räder ausüben, ohne dass der Motor ein Drehmoment auf die Räder ausübt. Unter anderen Bedingungen können die Räder ein Drehmoment von den Fahrmotoren erhalten, das auf die Erregung der Fahrmotoren durch die Brennstoffzellen zurückzuführen ist, und die Räder können zusätzlich ein Drehmoment aus dem Betrieb des Motors erhalten (zum Beispiel aus der Verbrennung von Kraftstoff und Luft in den Zylindern des Motors). Unter anderen Bedingungen kann das Fahrzeugsystem durch das vom Motor auf die Räder übertragene Drehmoment angetrieben werden, ohne dass die Fahrmotoren durch die Brennstoffzellen mit Energie versorgt werden.In some embodiments, the vehicle system may include fuel cells (e.g., hydrogen fuel cells) used to power the vehicle system. For example, the vehicle system may convert the fuel (e.g., hydrogen) stored in the fuel cells into electrical power, and the electrical power may be supplied to the vehicle system's electric traction motors 124 to drive the vehicle system via that delivered by the energized traction electric motors to the plurality of wheels Torque to move (e.g. drive) along the rails. In some embodiments, the motor can be selectively activated or deactivated. In such embodiments, the electric traction motors may be powered by the fuel cells to propel the vehicle system with or without combustion of fuel in the engine. For example, under certain conditions, the vehicle system may be propelled by the torque that the traction motors apply to the wheels as a result of the fuel cells energizing the traction motors, without the motor applying torque to the wheels. Under other conditions, the wheels may receive torque from the traction motors that is due to the fuel cells energizing the traction motors, and the wheels may receive additional torque from the operation of the motor (e.g., from the combustion of fuel and air in the engine cylinders). Under other conditions, the vehicle system may be propelled by the torque transferred from the engine to the wheels without the traction motors being powered by the fuel cells.

Das Fahrzeugsystem umfasst einen elektrischen Turbolader 120, der zwischen dem Ansaugkanal und dem Auslasskanal angeordnet ist. Der elektrische Turbolader erhöht die Ladung der in den Ansaugkanal angesaugten Umgebungsluft, um bei der Verbrennung eine höhere Ladungsdichte zu erreichen und so die Leistungsabgabe und/oder den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Wie in 1 dargestellt, umfasst der elektrische Turbolader einen Verdichter 121 (der mit dem Ansaugkanal verbunden ist), der zumindest teilweise von einer Turbine 123 (die mit dem Auslasskanal verbunden ist) angetrieben wird. Verdichter und Turbine sind über eine Welle 131 miteinander verbunden. Während in diesem Fall ein einzelner elektrischer Turbolader vorgesehen ist, kann ein geeignetes System in anderen Ausführungsformen mehrere Turbinen- und/oder Verdichterstufen aufweisen. Ein Temperatursensor 125 kann zur Messung der Temperatur im Abgaskanal stromaufwärts des Turbineneinlasses angeordnet sein. Der Temperatursensor kann die Temperatur der in die Turbine eintretenden Abgase messen. Wie in 1 dargestellt, kann ein Wastegate 127 in einem Umgehungskanal um die Turbine herum angeordnet sein. Das Wastegate kann durch Betätigung der Steuerung gesteuert und/oder eingestellt werden, um den Abgasstrom durch die Turbine zu erhöhen oder zu verringern. So kann zum Beispiel das Öffnen des Wastegates (oder die Vergrößerung des Öffnungsgrades) den Abgasstrom durch die Turbine verringern und die Drehzahl des Verdichters entsprechend senken. Infolgedessen kann weniger Luft in den Motor gelangen, wodurch sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung verringert.The vehicle system includes an electric turbocharger 120 located between the intake port and the exhaust port. The electric turbocharger increases the charge of the ambient air drawn into the intake port by to achieve a higher charge density during combustion and thus increase the power output and/or the efficiency of the engine. As in 1 As shown, the electric turbocharger includes a compressor 121 (connected to the intake passage) that is at least partially driven by a turbine 123 (connected to the exhaust passage). The compressor and turbine are connected to one another via a shaft 131 . While a single electric turbocharger is provided in this case, in other embodiments a suitable system may include multiple turbine and/or compressor stages. A temperature sensor 125 may be positioned to measure the temperature in the exhaust passage upstream of the turbine inlet. The temperature sensor can measure the temperature of the exhaust gases entering the turbine. As in 1 As shown, a wastegate 127 may be located in a bypass passage around the turbine. The wastegate may be controlled and/or adjusted through operation of the controller to increase or decrease exhaust gas flow through the turbine. For example, opening the wastegate (or increasing the degree of opening) can reduce the flow of exhaust gas through the turbine and correspondingly reduce the speed of the compressor. As a result, less air can enter the engine, reducing the combustion air-fuel ratio.

Das Fahrzeugsystem kann einen Verdichter-Umgehungskanal 140 aufweisen, der direkt mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Verdichters und stromaufwärts des Motors verbunden ist. In manchen Ausführungsformen kann der Verdichter-Umgehungskanal fluidisch mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Ansaugkrümmers des Motors verbunden sein. Der Verdichter-Umgehungskanal kann zur Atmosphäre oder zu einem Bereich außerhalb des Motors führen. In einer anderen Ausführungsform kann der Verdichter-Umgehungskanal mit dem Ansaugkanal stromaufwärts des Verdichters und dem Auslasskanal stromabwärts der Turbine verbunden sein. In einer weiteren Ausführungsform kann der Verdichter-Umgehungskanal stattdessen ein Motorumgehungskanal sein, der mit dem Ansaugkanal stromabwärts des Verdichters verbunden ist (und ein darin angeordnetes Motorumgehungsventil aufweist) und somit den Luftstrom von dem Motor wegleitet, nachdem der Luftstrom den Verdichter passiert hat.The vehicle system may include a compressor bypass passage 140 directly connected to the intake passage upstream of the compressor and upstream of the engine. In some embodiments, the compressor bypass passage may be fluidly connected to the intake passage upstream of the engine's intake manifold. The compressor bypass passage may lead to atmosphere or to an area external to the engine. In another embodiment, the compressor bypass passage may be connected to the suction passage upstream of the compressor and the discharge passage downstream of the turbine. In another embodiment, the compressor bypass passage may instead be an engine bypass passage that is connected to the intake passage downstream of the compressor (and has an engine bypass valve disposed therein) and thus directs airflow away from the engine after the airflow has passed through the compressor.

Der Verdichter-Umgehungskanal kann den Luftstrom (zum Beispiel vor dem Verdichtereinlass) von dem Motor (oder dem Ansaugkrümmer des Motors) weg und in die Atmosphäre leiten. In der Ausführungsform, in der der Kanal stattdessen ein Motor-Umgehungskanal ist, kann der Motor-Umgehungskanal den verstärkten Luftstrom (zum Beispiel von dem Verdichterauslass) vom Motor weg und in die Atmosphäre leiten. Ein Verdichter-Umgehungsventil (CBV) 142 befindet sich in dem Verdichter-Umgehungskanal und umfasst einen Aktuator, der von der Steuerung betätigt werden kann, um die Menge des Ansaugluftstroms einzustellen, die von dem Motor weg und in die Atmosphäre abgeleitet wird. In manchen Ausführungsformen kann das Verdichter-Umgehungsventil ein Ein/Aus-Ventil mit zwei Positionen sein. In einer anderen Ausführungsform kann das Verdichter-Umgehungsventil ein stufenlos verstellbares Ventil sein, das in eine vollständig geöffnete Position, eine vollständig geschlossene Position und eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eingestellt werden kann. Wenn sich das Verdichter-Umgehungsventil in der vollständig geschlossenen Position befindet, kann der Luftstrom daran gehindert werden, über den Verdichter-Umgehungskanal in die Atmosphäre zu strömen. Infolgedessen kann der gesamte Ansaugluftstrom zum Verdichter und dann zum Motor zur Verbrennung in den Motorzylindern gelangen.The compressor bypass duct may direct airflow (eg, ahead of the compressor inlet) away from the engine (or the engine's intake manifold) and into the atmosphere. In the embodiment where the duct is an engine bypass duct instead, the engine bypass duct may direct the boosted airflow (e.g., from the compressor outlet) away from the engine and into the atmosphere. A compressor bypass valve (CBV) 142 is located in the compressor bypass passage and includes an actuator operable by the controller to adjust the amount of intake airflow diverted away from the engine and to atmosphere. In some embodiments, the compressor bypass valve may be a two position on/off valve. In another embodiment, the compressor bypass valve may be an infinitely variable valve that can be adjusted to a fully open position, a fully closed position, and a variety of positions between fully open and fully closed. When the compressor bypass valve is in the fully closed position, airflow may be prevented from flowing to atmosphere via the compressor bypass duct. As a result, all of the intake airflow can go to the compressor and then to the engine for combustion in the engine cylinders.

Das in 1 dargestellte Fahrzeugsystem enthält kein Abgasrückführungssystem (AGR). In alternativen Ausführungsformen kann das Fahrzeugsystem jedoch ein mit dem Motor gekoppeltes AGR-System aufweisen, das Abgas aus dem Abgaskanal des Motors in den Ansaugkanal stromabwärts des elektrischen Turboladers leitet. In manchen Ausführungsformen kann das Abgasrückführungssystem ausschließlich mit einer Gruppe von einem oder einer Vielzahl von Geberzylindern des Motors verbunden sein (auch als Geberzylindersystem bezeichnet).This in 1 The vehicle system shown does not include an exhaust gas recirculation (EGR) system. However, in alternative embodiments, the vehicle system may include an EGR system coupled to the engine that directs exhaust gas from the engine's exhaust passage into the intake passage downstream of the electric turbocharger. In some embodiments, the exhaust gas recirculation system may be exclusively connected to a group of one or a plurality of master cylinders of the engine (also referred to as a master cylinder system).

In manchen Ausführungsformen ist das Fahrzeug ein dieselelektrisches Fahrzeug. Wie in 1 dargestellt, kann der Motor mechanisch mit einem Stromerzeugungssystem gekoppelt sein, das einen Wechselstromgenerator/Generator 122 und die elektrischen Fahrmotoren aufweist. In einer anderen Ausführungsform kann die Lichtmaschine/der Generator einen Gleichstromgenerator (DC) aufweisen. Ein geeigneter Motor kann ein Dieselmotor und/oder ein Erdgasmotor sein. Der Motor kann ein Drehmoment erzeugen, das auf den elektrischen Generator übertragen wird, der seinerseits mechanisch mit dem Motor gekoppelt ist.In some embodiments, the vehicle is a diesel-electric vehicle. As in 1 As shown, the engine may be mechanically coupled to a power generation system including an alternator/generator 122 and the electric traction motors. In another embodiment, the alternator/generator may include a direct current (DC) generator. A suitable engine can be a diesel engine and/or a natural gas engine. The engine can produce torque that is transmitted to the electric generator, which in turn is mechanically coupled to the engine.

Der Generator kann elektrische Leistung erzeugen. Diese elektrische Leistung kann gespeichert und/oder für die anschließende Weiterleitung an eine Vielzahl von nachgeschalteten elektrischen Komponenten verwendet werden. Zum Beispiel kann der Generator elektrisch mit einer Vielzahl von Fahrmotoren gekoppelt sein, und der Generator kann die Vielzahl von Fahrmotoren mit elektrischer Energie bzw. Leistung versorgen. Wie dargestellt, sind die Vielzahl von Fahrmotoren jeweils mit einem Rad der Vielzahl von Räder verbunden, um die Zugkraft für den Antrieb des Fahrzeugs bereitzustellen. Eine Ausführungsform umfasst einen Fahrmotor pro Radsatz, während andere Ausführungsformen einen Fahrmotor pro Rad aufweisen können. Wie hier dargestellt, entsprechen sechs Paare von Fahrmotoren jedem der sechs Paare von Antriebsrädern des Fahrzeugs. In einer anderen Ausführungsform können der Generator, der/die Fahrmotor(en) oder beide mit einem oder mehreren Widerstandsgittern 126 verbunden sein. Die Widerstandsgitter können das überschüssige Motordrehmoment über die Wärme ableiten, die die Gitter aus der von der Lichtmaschine/dem Generator erzeugten Elektrizität erzeugen. Bei Fahrzeugen, bei denen es sich zum Beispiel um ein Schiff und nicht um eine Lokomotive handelt, liefert der Fahrmotor ein Drehmoment an eine Propellerwelle.The generator can generate electrical power. This electrical power can be stored and/or used for subsequent transmission to a variety of downstream electrical components. For example, the generator may be electrically coupled to a plurality of traction motors, and the generator may provide electrical power to the plurality of traction motors. As illustrated, the plurality of traction motors are each provided with a Wheel of the plurality of wheels connected to provide traction for driving the vehicle. One embodiment includes one traction motor per wheelset, while other embodiments may have one traction motor per wheel. As illustrated here, six pairs of traction motors correspond to each of the vehicle's six pairs of drive wheels. In another embodiment, the generator, traction motor(s), or both may be connected to one or more resistive grids 126 . The resistive grids are able to dissipate the excess engine torque via the heat the grids generate from the electricity generated by the alternator/generator. On vehicles, such as a ship rather than a locomotive, the traction motor provides torque to a propeller shaft.

Der Umgehungskanal schließt direkt an den Ansaugkanal an, stromabwärts des Luftfilters und stromaufwärts des Motors. Der Umgehungskanal kann die Ansaugluft in die Atmosphäre leiten. In manchen Ausführungsformen kann die Steuerung den Öffnungsgrad des KBV steuern, um die Menge der zu den Motor strömenden Ansaugluft zu regulieren (zum Beispiel indem ein Teil der Ansaugluft zurück in die Atmosphäre geleitet wird). Das CBV kann zum Beispiel ein stufenlos verstellbares Ventil sein, das in eine vollständig geöffnete Position, eine vollständig geschlossene Position und eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eingestellt werden kann. Wenn sich das CBV in der vollständig geschlossenen Position befindet, kann der Luftstrom daran gehindert werden, durch den Umgehungskanal in die Atmosphäre zu strömen.The bypass duct connects directly to the intake duct, downstream of the air cleaner and upstream of the engine. The bypass passage can direct the intake air to the atmosphere. In some embodiments, the controller may control the degree of opening of the KBV to regulate the amount of intake air flowing to the engine (e.g., by directing some of the intake air back to atmosphere). For example, the CBV may be an infinitely variable valve that can be adjusted to a fully open position, a fully closed position, and a variety of positions between fully open and fully closed. When the CBV is in the fully closed position, airflow may be restricted from flowing through the bypass duct to atmosphere.

In manchen Ausführungsformen kann das Fahrzeugsystem ferner ein Nachbehandlungssystem aufweisen, das in dem Abgaskanal stromaufwärts und/oder stromabwärts des Turboladers angeschlossen ist. In manchen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) und einen Dieselpartikelfilter (DPF) aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Emissionskontrollvorrichtungen aufweisen. Solche Emissionskontrollvorrichtungen können einen selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (SCR), einen Dreiwegekatalysator, eine NOx-Falle oder verschiedene andere Vorrichtungen oder Systeme aufweisen.In some embodiments, the vehicle system may further include an aftertreatment system coupled in the exhaust passage upstream and/or downstream of the turbocharger. In some embodiments, the aftertreatment system may include a diesel oxidation catalyst (DOC) and a diesel particulate filter (DPF). In other embodiments, the aftertreatment system may additionally or alternatively include one or more emission control devices. Such emission control devices may include a selective catalytic reduction (SCR) catalyst, a three-way catalyst, a NOx trap, or various other devices or systems.

Wie in 1 dargestellt, kann das Fahrzeugsystem ein Wärmemanagementsystem, wie etwa ein Kühlsystem 150, aufweisen. Das Kühlsystem lässt Kühlmittel durch den Motor zirkulieren, um die Motorabwärme zu absorbieren und das erwärmte Kühlmittel an einen Wärmetauscher, zum Beispiel einen Kühler 152, weiterzuleiten. Ein Gebläse 154 kann mit dem Kühler verbunden sein, um einen Luftstrom durch den Kühler aufrechtzuerhalten, wenn das Fahrzeug langsam fährt oder steht, während der Motor läuft. In manchen Ausführungsformen kann die Lüfterdrehzahl durch die Steuerung gesteuert werden. Das von dem Kühler gekühlte Kühlmittel gelangt in einen Tank 156. Das Kühlmittel kann dann durch eine Wasser- oder Kühlmittelpumpe (nicht dargestellt) zurück zum Motor oder zu einer anderen Komponente des Fahrzeugsystems gepumpt werden.As in 1 As illustrated, the vehicle system may include a thermal management system, such as cooling system 150 . The cooling system circulates coolant through the engine to absorb engine waste heat and directs the heated coolant to a heat exchanger, such as a radiator 152 . A fan 154 may be connected to the radiator to maintain airflow through the radiator when the vehicle is traveling slowly or stationary with the engine running. In some embodiments, the fan speed can be controlled by the controller. Coolant cooled by the radiator enters a tank 156. The coolant may then be pumped back to the engine or other component of the vehicle system by a water or coolant pump (not shown).

Das Fahrzeugsystem kann die Motorsteuerung (manchmal auch einfach als Steuergerät bzw. Steuerung bezeichnet) zur Steuerung verschiedener Komponenten des Fahrzeugs umfassen. In manchen Ausführungsformen können verschiedene Komponenten des Fahrzeugsystems über einen Kommunikationskanal oder Datenbus mit der Steuerung verbunden sein. In manchen Ausführungsformen umfasst die Steuerung ein Computersteuerungssystem. Die Steuerung kann zusätzlich oder alternativ einen Speicher mit nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermedien (nicht dargestellt) aufweisen, die einen Code zur Überwachung und Steuerung des Fahrzeugbetriebs an Bord enthalten.The vehicle system may include the engine controller (sometimes referred to simply as a controller) for controlling various components of the vehicle. In some embodiments, various components of the vehicle system may be connected to the controller via a communication channel or data bus. In some embodiments, the controller includes a computer control system. The controller may additionally or alternatively include a memory on non-transitory computer-readable storage media (not shown) containing code for onboard vehicle operation monitoring and control.

Die Steuerung kann Informationen von einer Vielzahl von Sensoren empfangen und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktuatoren senden. Die Steuerung kann, während es die Steuerung und das Management des Fahrzeugs überwacht, Signale von einer Vielzahl von Motorsensoren empfangen, wie hier weiter ausgeführt, um Betriebsparameter und Betriebsbedingungen zu bestimmen und dementsprechend verschiedene Motoraktuatoren einzustellen, um den Betrieb des Fahrzeugs zu steuern. Zum Beispiel kann die Motorsteuerung Signale von verschiedenen Motorsensoren empfangen, einschließlich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Motordrehzahl, Motorlast (abgeleitet von der von der Motorsteuerung befohlenen Kraftstoffmenge, der von gemessenen Kraftstoffsystemparametern angezeigten Kraftstoffmenge, gemittelten Drehmomentdaten und/oder der elektrischen Leistungsabgabe des Generators oder Generators), Luftmassenstrommenge/-rate (zum Beispiel, über einen Luftmassenmesser), Luftdruck im Ansaugkrümmer, Ladedruck, Abgasdruck, Umgebungsdruck, Umgebungstemperatur, Abgastemperatur (zum Beispiel die vom Temperatursensor ermittelte Abgastemperatur am Eintritt in die Turbine), Partikelfiltertemperatur, Partikelfiltergegendruck, Motorkühlmitteldruck, Abgasmenge an Stickoxiden (vom NOx-Sensor), Abgasrußmenge (vom Ruß-/Partikel-Sensor), Abgassauerstoffsensor oder dergleichen. Dementsprechend kann die Steuerung das Fahrzeug steuern, indem sie Befehle an verschiedene Komponenten sendet, zum Beispiel an die Fahrmotoren, die Lichtmaschine/den Generator, die Zylinderventile, die Kraftstoffeinspritzdüsen, eine Stufendrossel, das Verdichter-Umgehungsventil (oder ein Motor-Umgehungsventil in alternativen Ausführungsformen), ein Wastegate oder dergleichen. Andere aktiv arbeitende und steuernde Aktuatoren können an verschiedenen Positionen in dem Fahrzeug angebracht sein. In manchen Ausführungsformen kann das Einstellen der Menge des Ansaugluftstroms, der von dem Ansaugkrümmer weg und in die Atmosphäre abgeleitet wird (und damit die Menge des verstärkten Ansaugluftstroms, der in den Motor eintritt), das Einstellen eines Aktuators des Verdichter-Umgehungsventils umfassen, um die Menge des Luftstroms einzustellen, der den Motor über den Verdichter-Umgehungskanal umgeht.The controller can receive information from a variety of sensors and send control signals to a variety of actuators. The controller, while overseeing the control and management of the vehicle, may receive signals from a variety of engine sensors, as set forth further herein, to determine operating parameters and conditions and adjust various engine actuators accordingly to control operation of the vehicle. For example, the engine controller may receive signals from various engine sensors including, but not limited to, engine speed, engine load (derived from engine controller commanded fuel quantity, fuel quantity indicated by measured fuel system parameters, averaged torque data, and/or alternator electrical power output or generator), air mass flow quantity/rate (e.g. via an air mass meter), air pressure in the intake manifold, boost pressure, exhaust gas pressure, ambient pressure, ambient temperature, exhaust gas temperature (e.g. the exhaust gas temperature determined by the temperature sensor at the inlet to the turbine), particle filter temperature, particle filter back pressure, engine coolant pressure , exhaust amount of nitrogen oxides (from the NOx sensor), exhaust soot amount (from the soot/particulate matter sensor), exhaust gas oxygen sensor or the like. Accordingly, the controller can control the vehicle by sending commands to various components such as the traction motors, alternator/generator gate, the cylinder valves, the fuel injectors, a step throttle, the compressor bypass valve (or an engine bypass valve in alternative embodiments), a wastegate, or the like. Other actively working and controlling actuators can be mounted at various positions in the vehicle. In some embodiments, adjusting the amount of intake airflow diverted away from the intake manifold and into the atmosphere (and thus the amount of boosted intake airflow entering the engine) may include adjusting a compressor bypass valve actuator to Adjust the amount of airflow that bypasses the engine via the compressor bypass duct.

Der in 1 dargestellte elektrische Turbolader umfasst eine elektrische Maschine 129, die zwischen dem Verdichter und der Turbine angeordnet ist. Die elektrische Maschine kann ein Motor/Generator sein, der von der Welle des elektrischen Turboladers angetrieben wird. Insbesondere ist die Welle ein Rotor der elektrischen Maschine, wobei die Drehung der Welle zur Erzeugung von elektrischer Energie durch die elektrische Maschine über eine elektromechanische Kopplung zwischen der Welle und den Statorwicklungen der elektrischen Maschine führen kann. Die Welle erstreckt sich durch den Stator der elektrischen Maschine und wird vom Stator umschlossen. Die Turbine kann durch die Abgase des Motors angetrieben werden, um die Welle zu drehen, wobei die Drehung der Welle zur Erzeugung von elektrischer Energie durch die elektrische Maschine führt. In manchen Ausführungsformen kann die von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Energie verwendet werden, um die Räder des Fahrzeugs über die Erregung der Fahrmotoren mit Antriebskraft zu versorgen. Der in 1 gezeigte elektrische Turbolader kann ähnlich oder gleich sein wie der elektrische Turbolader, der im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 - 12 beschrieben wird.the inside 1 The electric turbocharger shown comprises an electric machine 129 which is arranged between the compressor and the turbine. The electric machine may be a motor/generator driven by the electric turbocharger shaft. In particular, the shaft is a rotor of the electrical machine, wherein the rotation of the shaft to generate electrical energy by the electrical machine can result via an electromechanical coupling between the shaft and the stator windings of the electrical machine. The shaft extends through the stator of the electrical machine and is surrounded by the stator. The turbine can be driven by the engine's exhaust gases to rotate the shaft, with the rotation of the shaft resulting in the generation of electrical energy by the electric machine. In some embodiments, the electrical energy generated by the electric machine may be used to provide motive power to the wheels of the vehicle via energization of the traction motors. the inside 1 The electric turbocharger shown may be similar or the same as the electric turbocharger described below with reference to FIG 2 - 12 is described.

Ein Fahrzeugsystem, wie das in 1 dargestellte Fahrzeugsystem, umfasst einen elektrischen Turbolader, wie den in den 2-12 dargestellten elektrischen Turbolader. Der elektrische Turbolader umfasst eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor eine Welle ist, die ein Turbinenrad mit einem Verdichterrad koppelt. Der elektrische Turbolader umfasst einen Ölzufuhrkanal, der Öl an Öldüsen bereitstellen kann, die innerhalb des elektrischen Turboladers angeordnet sind, wie in 5-11 dargestellt. Jede Öldüse ist derart auf die Welle ausgerichtet, dass das von den Düsen versprühte Öl mit der Welle in Kontakt kommen kann, wodurch die Kühlung der Welle und anderer Komponenten des elektrischen Turboladers verbessert werden kann. Die Düsen sind derart angeordnet, dass das von den Düsen versprühte Öl nicht durch Öl behindert wird, das von einem Lager der Welle durch die Drehung des Lagers und der Welle angetrieben wird. Eine Schublast auf die Welle kann teilweise durch Druckluft ausgeglichen werden, die einer Kammer über einen Pufferluftkanal zugeführt wird, wobei der Pufferluftkanal zumindest teilweise durch ein Gehäuse der elektrischen Maschine gebildet wird. Der technische Effekt der Ausstattung des elektrischen Turboladers mit dem Ölzufuhrkanal besteht darin, die Kühlung der Komponenten des elektrischen Turboladers zu erhöhen und gleichzeitig eine reduzierte Größe des elektrischen Turboladers bereitzustellen. Der technische Effekt der Ausstattung des elektrischen Turboladers mit dem Pufferluftkanal, der zumindest teilweise durch das Gehäuse der elektrischen Maschine gebildet wird, liegt darin, den Schublastausgleich des elektrischen Turboladers zu erhöhen und die Größe des elektrischen Turboladers zu verringern. Der Ölzufuhrkanal führt ein Fluid zur Schmierung und/oder Kühlung (zum Beispiel Öl) und der Pufferluftkanal ein Pufferfluid (zum Beispiel Luft), was die Kühlung und Haltbarkeit der Komponenten des elektrischen Turboladers, wie etwa der elektrischen Maschine, der Welle, der Lager (zum Beispiel Axiallager) usw., erhöhen kann.A vehicle system such as that in 1 illustrated vehicle system, includes an electric turbocharger, such as in the 2-12 illustrated electric turbocharger. The electric turbocharger includes an electric machine having a stator and a rotor, where the rotor is a shaft that couples a turbine wheel to a compressor wheel. The electric turbocharger includes an oil supply passage that can provide oil to oil nozzles that are located inside the electric turbocharger, as in 5-11 shown. Each oil nozzle is aligned with the shaft in such a way that the oil sprayed from the nozzles can contact the shaft, which can improve the cooling of the shaft and other components of the electric turbocharger. The nozzles are arranged such that the oil sprayed from the nozzles is not obstructed by oil driven from a bearing of the shaft by the rotation of the bearing and the shaft. A thrust load on the shaft can be partially compensated by compressed air which is supplied to a chamber via a buffer air duct, the buffer air duct being formed at least partially by a housing of the electric machine. The technical effect of providing the electric turbocharger with the oil feed passage is to increase the cooling of the electric turbocharger components while providing a reduced size of the electric turbocharger. The technical effect of providing the electric turbocharger with the buffer air duct formed at least in part by the electric machine housing is to increase the thrust load balance of the electric turbocharger and reduce the size of the electric turbocharger. The oil feed channel carries a fluid for lubrication and/or cooling (e.g. oil) and the buffer air channel carries a buffer fluid (e.g. air) which improves the cooling and durability of the components of the electric turbocharger, such as the electric machine, the shaft, the bearings ( e.g. axial bearing), etc., can increase.

In den 2-3 sind verschiedene perspektivische Ansichten eines elektrischen Turboladers 200 dargestellt. Insbesondere zeigt 2 eine perspektivische Ansicht des elektrischen Turboladers an einer Verdichterseite 202 des elektrischen Turboladers, und 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektrischen Turboladers an einer Turbinenseite 204 des elektrischen Turboladers. Der elektrische Turbolader kann in ein Fahrzeugsystem mit einem Motor eingebaut werden, wie das in 1 dargestellte und oben beschriebene Fahrzeugsystem. Die Verdichterseite und die Turbinenseite sind entlang einer Mittelachse 210 des elektrischen Turboladers einander gegenüberliegend angeordnet. Die Verdichterseite des elektrischen Turboladers kann über einen Ansauglufteinlass 221 Ansaugluft von einem Ansaugkanal eines Motors, wie dem oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ansaugkanal, erhalten. Zum Beispiel kann der Ansaugkanal des Motors direkt mit dem Ansauglufteinlass des elektrischen Turboladers auf der Verdichterseite verbunden sein, und die Ansaugluft kann in den Ansauglufteinlass strömen, wie durch Pfeil 220 angezeigt. Die Ansaugluft kann durch ein im elektrischen Turbolader auf der Verdichterseite angeordnetes Verdichterrad 230 verdichtet werden und über einen ersten Auslass 212 und/oder einen zweiten Auslass 214 aus dem elektrischen Turbolader strömen. Die Referenzachsen 299 sind in allen Ansichten zu Vergleichszwecken enthalten.In the 2-3 1, various perspective views of an electric turbocharger 200 are shown. In particular shows 2 12 is a perspective view of the electric turbocharger at a compressor side 202 of the electric turbocharger, and 3 12 shows a perspective view of the electric turbocharger at a turbine side 204 of the electric turbocharger. The electric turbocharger can be installed in a vehicle system with an engine such as that shown in 1 vehicle system illustrated and described above. The compressor side and the turbine side are arranged opposite each other along a central axis 210 of the electric turbocharger. The compressor side of the electric turbocharger may receive intake air from an intake passage of an engine, such as that referred to above, via an intake air inlet 221 1 described intake duct obtained. For example, the intake passage of the engine may be directly connected to the intake air inlet of the electric turbocharger on the compressor side and intake air may flow into the intake air inlet as indicated by arrow 220 . The intake air may be compressed by a compressor wheel 230 disposed in the electric turbocharger on the compressor side and flow out of the electric turbocharger via a first outlet 212 and/or a second outlet 214 . The reference axes 299 are included in all views for comparison purposes.

Die Turbinenseite des elektrischen Turboladers kann Abgase (zum Beispiel Verbrennungsgase) vom Motor über einen ersten Turbineneinlass 216 und/oder einen zweiten Turbineneinlass 218 aufnehmen. Die Abgase können in den ersten Turbineneinlass und/oder den zweiten Turbineneinlass strömen und ein Turbinenrad 446 (dargestellt in den 4-8 und 11-12) in Drehung versetzen, das innerhalb des elektrischen Turboladers am Turbinenende angeordnet ist. Das Turbinenrad und das Verdichterrad sind durch eine Welle 400 (dargestellt in 4-12) miteinander gekoppelt, so dass unter Bedingungen, in denen das Turbinenrad durch die Abgase gedreht wird, die über den ersten Turbineneinlass und den zweiten Turbineneinlass in den elektrischen Turbolader am Turbinenende strömen, das Turbinenrad die Welle dreht und die Welle das Verdichterrad dreht. Die Abgase, die am Turbinenende in den elektrischen Turbolader strömen, können über die Oberflächen des Turbinenrads strömen und aus einer Öffnung 225 des elektrischen Turboladers an einem oberen Ende 206 des elektrischen Turboladers strömen, wie durch Pfeil 222 angezeigt. Die Öffnung 223 kann einen Teil der Abgase zu einem Turbinenumgehungsventil (zum Beispiel Wastegate) leiten, wenn sich das Turbinenumgehungsventil in einer geöffneten Position befindet. Die Öffnung am oberen Ende des elektrischen Turboladers kann fluidisch mit einem Abgaskanal des Motors verbunden sein, so dass Abgase, die aus dem elektrischen Turbolader über die Öffnung am oberen Ende ausströmen, zum Abgaskanal strömen können. Die Abgase, die zum Abgaskanal strömen, können in manchen Ausführungsformen zu einer oder mehreren Emissionsvorrichtungen, wie etwa einem Katalysator, geleitet werden, bevor sie in die Atmosphäre strömen. Wenn der elektrische Turbolader wie oben beschrieben mit dem Ansaugkanal und dem Abgaskanal des Motors verbunden ist, kann ein unteres Ende 208 des elektrischen Turboladers in Richtung einer Bodenfläche ausgerichtet sein, auf der das Fahrzeug steht (zum Beispiel kann eine Richtung zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende ungefähr parallel zu einer Richtung der Schwerkraft verlaufen). In dieser Ausrichtung kann das in den elektrischen Turbolader gespritzte Öl durch die Schwerkraft in Richtung des unteren Endes geleitet werden, wie weiter unten beschrieben.The turbine side of the electric turbocharger can exhaust gases (e.g. combustion gases) receive from the engine via a first turbine inlet 216 and/or a second turbine inlet 218 . The exhaust gases may flow into the first turbine inlet and/or the second turbine inlet and a turbine wheel 446 (shown in FIGS 4-8 and 11-12 ) which is located inside the electric turbocharger at the turbine end. The turbine wheel and the compressor wheel are connected by a shaft 400 (shown in 4-12 ) coupled together such that under conditions in which the turbine wheel is rotated by the exhaust gases flowing via the first turbine inlet and the second turbine inlet into the electric turbocharger at the turbine end, the turbine wheel rotates the shaft and the shaft rotates the compressor wheel. The exhaust gases entering the electric turbocharger at the turbine end may flow over the surfaces of the turbine wheel and flow out of an electric turbocharger port 225 at an upper end 206 of the electric turbocharger, as indicated by arrow 222 . Orifice 223 may direct a portion of the exhaust gases to a turbine bypass valve (e.g., wastegate) when the turbine bypass valve is in an open position. The top end opening of the electric turbocharger may be fluidly connected to an exhaust passage of the engine such that exhaust gases exiting the electric turbocharger via the top end opening may flow to the exhaust passage. The exhaust gases flowing to the exhaust passage may be directed to one or more emission devices, such as a catalytic converter, before flowing into the atmosphere, in some embodiments. When the electric turbocharger is connected to the intake passage and the exhaust passage of the engine as described above, a lower end 208 of the electric turbocharger may be oriented toward a floor surface on which the vehicle is standing (e.g., a direction between the upper end and the lower end approximately parallel to a direction of gravity). In this orientation, the oil injected into the electric turbocharger can be directed towards the bottom by gravity, as described below.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst der elektrische Turbolader einen Anschlusskasten 300. Der Anschlusskasten kann Kabel und/oder andere elektrische Anschlüsse enthalten, die den elektrischen Turbolader mit einer Stromquelle und/oder einem oder mehreren Geräten, die durch den vom elektrischen Turbolader erzeugten Strom angetrieben werden, elektrisch verbinden können.In the embodiment shown, the electric turbocharger includes a junction box 300. The junction box may contain wiring and/or other electrical connectors that connect the electric turbocharger to a power source and/or one or more devices powered by the power generated by the electric turbocharger. can connect electrically.

In 4 ist eine perspektivische Schnittansicht des elektrischen Turboladers dargestellt. Die in 4 gezeigte Ansicht ist entlang der Mittelachse in der durch die Pfeile 211 in 2 angegebenen Richtung aufgenommen. Wie dargestellt, ist die Welle koaxial zur Mittelachse angeordnet und kann um die Mittelachse rotieren. Die Welle wird durch ein erstes Gleitlager 404 und ein zweites Gleitlager 411 in ihrer Position entlang der Mittelachse gehalten, wobei das erste Gleitlager mit dem Verdichterlagerträger 436 gekoppelt und von diesem getragen wird und das zweite Gleitlager mit dem Turbinenaußengehäuse 440 gekoppelt und von diesem getragen wird.In 4 Illustrated is a cut-away perspective view of the electric turbocharger. In the 4 The view shown is along the central axis in the figure indicated by the arrows 211 in 2 indicated direction. As illustrated, the shaft is coaxial with the central axis and is rotatable about the central axis. The shaft is held in position along the central axis by a first journal bearing 404 and a second journal bearing 411, the first journal bearing being coupled to and supported by the compressor bearing bracket 436 and the second journal bearing being coupled to and supported by the turbine outer casing 440.

Der elektrische Turbolader umfasst eine elektrische Maschine (zum Beispiel einen Generator), die eine oder mehrere Vorrichtungen des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung versorgen kann (zum Beispiel ähnlich oder gleich wie die oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebene elektrische Maschine). Die elektrische Maschine kann elektrisch mit der oben beschriebenen Anschlussdose verbunden sein. Die Welle wird von einem Stator 460 der elektrischen Maschine umschlossen (zum Beispiel umgeben) und dreht sich um die Mittelachse, wenn die Turbine durch Abgase angetrieben wird. Der Stator kann von einem Kühlmittelmantel 462 umschlossen sein. Die Welle ist ein Rotor der elektrischen Maschine, und unter Bedingungen, in denen die Welle durch die Drehung der Turbine angetrieben (zum Beispiel gedreht) wird, erzeugt die elektrische Maschine über eine elektromechanische Kopplung zwischen der Welle und dem Stator elektrische Leistung, wobei die elektrische Leistung an eine oder mehrere Vorrichtungen geliefert werden kann (zum Beispiel an eine elektrische Speichereinrichtung wie eine Batterie zur Speicherung, an einen oder mehrere Motoren, die eine Antriebskraft an die Räder des Fahrzeugs zum Antrieb des Fahrzeugs liefern können, usw.).The electric turbocharger includes an electric machine (e.g., a generator) that can provide electric power to one or more devices of the vehicle (e.g., similar or the same as those referred to above with reference to FIG 1 electric machine described). The electrical machine can be electrically connected to the junction box described above. The shaft is enclosed (e.g., surrounded) by an electric machine stator 460 and rotates about the central axis when the turbine is driven by exhaust gases. A coolant jacket 462 may enclose the stator. The shaft is a rotor of the electric machine, and under conditions in which the shaft is driven (e.g. rotated) by the rotation of the turbine, the electric machine produces electric power via an electromechanical coupling between the shaft and the stator, the electric Power may be provided to one or more devices (e.g., an electrical storage device such as a battery for storage, one or more motors that may provide motive power to the vehicle's wheels to propel the vehicle, etc.).

Der elektrische Turbolader umfasst einen auf der Verdichterseite angeordneten Einlassabschnitt 432. Der elektrische Turbolader umfasst ferner eine Verdichterspirale 434, die jeweils mit dem Einlassabschnitt und dem Verdichterlagerträger verbunden ist. Das äußere Turbinengehäuse ist jeweils mit dem Verdichterlagerträger, dem Gehäuse der elektrischen Maschine 438 und dem inneren Turbinengehäuse 442 verbunden. Das Turbineninnengehäuse kann mit dem Gehäuse der elektrischen Maschine innerhalb eines Innenraums des Turbinenaußengehäuses verbunden sein (zum Beispiel können das Turbineninnengehäuse und das Gehäuse der elektrischen Maschine jeweils innerhalb des Turbinenaußengehäuses angeordnet, zum Beispiel von diesem umschlossen, sein). Der Turbineneinlassabschnitt 444 ist mit dem inneren Turbinengehäuse verbunden. Das Verdichterrad wird von der Verdichterspirale umschlossen (zum Beispiel umgeben) und das Turbinenrad wird vom Turbineninnengehäuse umschlossen. In manchen Ausführungsformen können das äußere Turbinengehäuse, das Gehäuse der elektrischen Maschine und/oder das innere Turbinengehäuse als eine einzige, monolithische Einheit integriert sein (zum Beispiel zusammen gegossen, durch einen additiven Fertigungsprozess geformt usw., ohne Nähte, Befestigungsmittel, Klebstoffe usw.), wobei der Pufferluftkanal und der Ölzufuhrkanal jeweils innerhalb der einzelnen, monolithischen Einheit ausgebildet sind. Zum Beispiel können das äußere Turbinengehäuse, das Gehäuse der elektrischen Maschine und das innere Turbinengehäuse durch einen additiven Fertigungsprozess (zum Beispiel 3D-Druck) zu einer einzelnen Einheit geformt werden, wobei der Pufferluftkanal und der Ölzufuhrkanal in der einzelnen Einheit durch den additiven Fertigungsprozess gebildet werden.The electric turbocharger includes an inlet section 432 disposed on the compressor side. The electric turbocharger further includes a compressor volute 434 connected to the inlet section and the compressor bearing bracket, respectively. The outer turbine case is connected to the compressor bearing bracket, the electric machine case 438 and the inner turbine case 442, respectively. The turbine inner case may be connected to the electric machine case within an interior of the turbine outer case (e.g., the turbine inner case and the electric machine case may each be disposed within, eg, enclosed by, the turbine outer case). The turbine inlet section 444 is connected to the inner turbine housing. The compressor wheel is enclosed (e.g., surrounded) by the compressor volute and the turbine wheel is enclosed by the turbine inner casing. In some embodiments, the outer turbine housing, the housing of the electric machine and/or the inner turbine The internal housing may be integrated as a single, monolithic unit (e.g. cast together, formed by an additive manufacturing process, etc., without seams, fasteners, adhesives, etc.), with the buffer air duct and the oil feed duct each being formed within the single, monolithic unit. For example, the outer turbine housing, the electric machine housing, and the inner turbine housing may be formed into a single unit by an additive manufacturing process (e.g., 3D printing), with the buffer air passage and the oil supply passage in the single unit being formed by the additive manufacturing process .

In manchen Ausführungsformen kann die Verdichterspirale zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenaußengehäuse in axialer Richtung des elektrischen Turboladers (zum Beispiel in der Richtung parallel zur Mittelachse der Welle des elektrischen Turboladers) in Richtung der Mitte des elektrischen Turboladers angeordnet sein. Unter Bezugnahme auf 6 ist die Verdichterspirale durch den Einsatz 600 dargestellt, der eine Innenwand 604 und eine Außenwand 602 umfasst, wobei eine Länge 616 zwischen der Innenwand und einer Endfläche 610 des Verdichterrads kleiner ist als eine Länge 614 zwischen der Außenwand und der Endfläche des Verdichterrads. Die erste Achse 612 ist derart dargestellt, dass sie sich entlang der Endfläche des Verdichterrads erstreckt, die zweite Achse 608 ist derart dargestellt, dass sie sich entlang der Innenwand der Verdichterspirale erstreckt, und die dritte Achse 606 ist derart dargestellt, dass sie sich entlang der Außenwand der Verdichterspirale erstreckt. Die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse verlaufen parallel zueinander. Die Endfläche des Verdichterrads ist eine annähernd flache (zum Beispiel ebene) Fläche, die vom Ansauglufteinlass des Verdichters abgewandt ist (zum Beispiel mit Schaufeln, Rippen usw. des Verdichterrads, die dem Ansauglufteinlass an einem ersten Ende 622 des Verdichterrads zugewandt sind, und mit der Endfläche, die an einem gegenüberliegenden zweiten Ende 624 des Verdichterrads in Richtung des äußeren Turbinengehäuses in Richtung der Mittelachse des elektrischen Turboladers angeordnet ist).In some embodiments, the compressor scroll may be arranged between the compressor wheel and the turbine outer shell in the axial direction of the electric turbocharger (for example, in the direction parallel to the central axis of the electric turbocharger shaft) toward the center of the electric turbocharger. With reference to 6 For example, the compressor scroll is represented by the insert 600 comprising an inner wall 604 and an outer wall 602, with a length 616 between the inner wall and a compressor wheel end surface 610 being less than a length 614 between the outer wall and the compressor wheel end surface. The first axis 612 is shown as extending along the end face of the compressor wheel, the second axis 608 is shown as extending along the inner wall of the compressor volute, and the third axis 606 is shown as extending along the Outer wall of the compressor scroll extends. The first axis, the second axis and the third axis are parallel to each other. The end surface of the compressor wheel is an approximately flat (e.g., planar) surface that faces away from the intake air inlet of the compressor (e.g., with blades, ribs, etc. of the compressor wheel facing the intake air inlet at a first end 622 of the compressor wheel and with the End face located at an opposite second end 624 of the compressor wheel toward the outer turbine shell toward the central axis of the electric turbocharger).

Die Verdichterspirale umfasst einen Zwischenraum 618, der zwischen der Innenwand und der Außenwand gebildet wird, und einen Kanal 620, der den Ansauglufteinlass des Verdichters mit dem Zwischenraum innerhalb der Verdichterspirale verbindet. In dieser Konfiguration ist die Innenwand der Spirale zwischen der Endfläche des Verdichterrads und der Außenwand der Verdichterspirale in der Richtung parallel zur Mittelachse des elektrischen Turboladers angeordnet, wobei die Innenwand näher an dem Ansauglufteinlass und weiter vom Turbinenaußengehäuse entfernt angeordnet ist und die Außenwand weiter vom Ansauglufteinlass und näher an dem Turbinenaußengehäuse angeordnet ist. Indem die Außenwand der Verdichterspirale so konfiguriert wird, dass sie sich zwischen der Innenwand der Spirale und dem Turbinenaußengehäuse befindet, und die Innenwand der Verdichterspirale so konfiguriert wird, dass sie sich zwischen der Endfläche des Verdichterrads und der Außenwand der Verdichterspirale befindet, wird der vergrößerte Bauraum für den Rotor und Stator der elektrischen Maschine des elektrischen Turboladers bereitgestellt, während die Position der Flansche, die die Verdichterspirale mit dem Turbinenaußengehäuse verbinden, beibehalten wird. Insbesondere können die Flansche der Verdichterspirale in derselben Position wie in Konfigurationen beibehalten werden, in denen sich die Außenwand der Verdichterspirale zwischen der Innenwand und dem Turbinenaußengehäuse befindet (zum Beispiel Konfigurationen, in denen die Innenwand der Verdichterspirale zwischen der Außenwand und dem Turbinenaußengehäuse angeordnet ist). Infolgedessen kann der von dem elektrischen Turbolader eingenommene Gesamtraum gleich groß oder kleiner sein als bei anderen Konfigurationen, während gleichzeitig zusätzlicher Bauraum für den Stator und den Rotor der elektrischen Maschine zur Verfügung steht. Dieses Raum- oder Volumenmanagement kann die Wartungsfreundlichkeit, Kompaktheit usw. des elektrischen Turboladers erhöhen.The compressor volute includes a gap 618 formed between the inner wall and the outer wall and a duct 620 connecting the compressor intake air inlet to the gap within the compressor volute. In this configuration, the inner wall of the volute is located between the end face of the compressor wheel and the outer wall of the compressor volute in the direction parallel to the central axis of the electric turbocharger, with the inner wall being located closer to the intake air inlet and farther from the turbine outer shell, and the outer wall farther from the intake air inlet and is located closer to the turbine outer shell. By configuring the outer wall of the compressor volute to be between the inner wall of the volute and the turbine outer casing, and configuring the inner wall of the compressor volute to be between the end face of the compressor wheel and the outer wall of the compressor volute, the increased packaging space provided for the electric machine rotor and stator of the electric turbocharger while maintaining the position of the flanges connecting the compressor volute to the turbine outer casing. In particular, the compressor volute flanges may be maintained in the same position as in configurations in which the compressor volute outer wall is located between the inner wall and the turbine outer shell (e.g., configurations in which the compressor volute inner wall is located between the outer wall and the turbine outer shell). As a result, the total space occupied by the electric turbocharger can be equal to or less than other configurations while providing additional packaging space for the electric machine stator and rotor. This space or volume management can increase the serviceability, compactness, etc. of the electric turbocharger.

Wie in 4 dargestellt, kann der elektrische Turbolader ein erstes Axiallager 402 und ein zweites Axiallager 406 aufweisen, die zur Verdichterseite hin angeordnet sind und die Position der Welle entlang der Mittelachse beibehalten können. Insbesondere können das erste Axiallager und das zweite Axiallager die Position der Welle derart halten, dass sich die Welle nicht entlang der Mittelachse zur Verdichterseite oder zur Turbinenseite bewegt. Ferner können während des Betriebs des Turboladers Schubkräfte auf die Welle einwirken. Das erste Axiallager und das zweite Axiallager können zumindest einem Teil der Axiallasten auf der Verdichterseite entgegenwirken (zum Beispiel Widerstand gegen die Axiallasten bieten).As in 4 As shown, the electric turbocharger may include a first thrust bearing 402 and a second thrust bearing 406 disposed toward the compressor side and capable of maintaining the position of the shaft along the central axis. Specifically, the first thrust bearing and the second thrust bearing can hold the position of the shaft such that the shaft does not move toward the compressor side or the turbine side along the central axis. Furthermore, thrust forces can act on the shaft during operation of the turbocharger. The first thrust bearing and the second thrust bearing may counteract (e.g., resist the thrust loads) at least a portion of the thrust loads on the compressor side.

Der elektrische Turbolader umfasst ferner einen Pufferluftkanal 408, der vom Verdichterrad komprimierte Luft in eine zwischen dem Turbinenrad und dem Außengehäuse der Turbine angeordnete Kammer 448 leiten kann. Die komprimierte Luft kann die Kammer mit Druck beaufschlagen und eine Ausgleichskraft auf das Turbinenrad und/oder die Welle ausüben, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Schubkräfte aufheben kann. Insbesondere können die Schubkräfte auf die Komponenten des Turboladers in einer Richtung zur Verdichterseite hin wirken, und die Ausgleichskraft kann auf die Komponenten in der entgegengesetzten Richtung (zum Beispiel zur Turbinenseite hin) wirken. Das Turbinenrad kann ein Labyrinth 450 aufweisen, das den Durchfluss der komprimierten Luft aus der Kammer verringern oder verhindern kann. Der Pufferluftdurchlass umfasst einen ersten Kanalabschnitt 409, der in dem Lager des Verdichters ausgebildet ist, und einen zweiten Kanalabschnitt 410, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist. In manchen Ausführungsformen können der erste Kanalabschnitt und der zweite Kanalabschnitt durch Bohren gebildet werden. In anderen Ausführungsformen können der erste Kanalabschnitt und der zweite Kanalabschnitt durch Formen, ein additives Herstellungsverfahren (zum Beispiel 3D-Druck) usw. gebildet werden. Der erste Kanalabschnitt ist mit dem zweiten Kanalabschnitt fluidisch gekoppelt (zum Beispiel kann Druckluft von dem ersten Kanalabschnitt zu dem zweiten Kanalabschnitt strömen). In manchen Ausführungsformen, wie in 12 dargestellt, sind der erste Kanalabschnitt und der zweite Kanalabschnitt um einen Winkel 1204 zueinander geneigt (wobei der Winkel zwischen der Achse 1200 parallel zum ersten Kanalabschnitt und der Achse 1202 parallel zum zweiten Kanalabschnitt dargestellt ist). Durch das Abwinkeln des ersten Kanalabschnitts und des zweiten Kanalabschnitts relativ zueinander kann der für die Aufnahme der elektrischen Maschine in dem elektrischen Turbolader verfügbare Raum vergrößert werden, was die Herstellungsfreundlichkeit und/oder die Wartungsfreundlichkeit des elektrischen Turboladers erhöhen kann. Der Pufferluftkanal kann zum oberen Ende des elektrischen Turboladers hin durch einen Stopfen 430 abgedichtet werden. Der zweite Kanalabschnitt des Pufferluftkanals mündet direkt in die Kammer (zum Beispiel endet der zweite Kanalabschnitt in einer Öffnung, die den zweiten Kanalabschnitt mit der Kammer fluidisch verbindet). Während die Kammer mit Druck beaufschlagt wird (zum Beispiel wird die Kammer durch das Verdichterrad über den Pufferluftkanal mit Druckluft versorgt), wird eine Dichtungsplatte 447, die eine Wand der Kammer bildet, in Richtung des Turbinenrads vorgespannt. Der Pufferluftkanal und/oder der Ölzufuhrkanal können hier als Fluidkanal bezeichnet werden.The electric turbocharger further includes a buffer air duct 408 which can direct air compressed by the compressor wheel into a chamber 448 arranged between the turbine wheel and the outer casing of the turbine. The compressed air may pressurize the chamber and exert a balancing force on the turbine wheel and/or shaft that may cancel at least some of the thrust forces described above. In particular, the thrust forces may act on the components of the turbocharger in one direction towards the compressor side and the balancing force may act on the components in the opposite direction (eg towards the turbine side). know The turbine wheel may include a labyrinth 450 that may reduce or prevent flow of the compressed air out of the chamber. The buffer air passage comprises a first duct section 409 formed in the bearing of the compressor and a second duct section 410 formed in the housing of the electric machine. In some embodiments, the first channel section and the second channel section can be formed by drilling. In other embodiments, the first channel portion and the second channel portion may be formed by molding, an additive manufacturing process (e.g., 3D printing), etc. The first duct section is fluidly coupled to the second duct section (e.g., pressurized air may flow from the first duct section to the second duct section). In some embodiments, as in 12 As shown, the first channel section and the second channel section are inclined to one another at an angle 1204 (showing the angle between the axis 1200 parallel to the first channel section and the axis 1202 parallel to the second channel section). By angling the first duct section and the second duct section relative to one another, the space available for accommodating the electric machine in the electric turbocharger can be increased, which can make the electric turbocharger easier to manufacture and/or easier to maintain. The buffer air duct can be sealed off towards the upper end of the electric turbocharger by a plug 430 . The second duct section of the buffer air duct opens directly into the chamber (for example, the second duct section terminates in an opening that fluidly connects the second duct section with the chamber). As the chamber is pressurized (e.g., compressed air is supplied to the chamber by the compressor wheel via the buffer air passage), a seal plate 447 forming one wall of the chamber is biased toward the turbine wheel. The buffer air duct and/or the oil supply duct can be referred to here as a fluid duct.

In den 5 - 6 sind weitere Schnittansichten des elektrischen Turboladers dargestellt. Insbesondere zeigt 5 eine perspektivische Ansicht des elektrischen Turboladers und 6 eine Endansicht des elektrischen Turboladers, wobei die in 5-6 gezeigten Ansichten entlang der Mittelachse in der durch die Pfeile 213 in 2 angegebenen Richtung erfolgen. Der elektrische Turbolader umfasst einen Ölzufuhrkanal 500, der im Verdichterlagerträger und im Turbinenaußengehäuse ausgebildet ist. Der Ölzufuhrkanal umfasst einen ersten Ölkanalabschnitt 501, der in dem Verdichterlagerträger ausgebildet ist, einen zweiten Ölkanalabschnitt 503, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist, und einen Ölkanaleinlassabschnitt 505, der im Turbinenaußengehäuse ausgebildet ist, wobei der erste Ölkanalabschnitt, der zweite Ölkanalabschnitt und der Ölkanaleinlassabschnitt fluidisch miteinander verbunden sind, so dass Öl durch den Ölkanaleinlassabschnitt sowohl zum ersten Ölkanalabschnitt als auch zum zweiten Ölkanalabschnitt strömen kann. In manchen Ausführungsformen kann der Ölkanal-Einlassabschnitt mit einer unter Druck stehenden Schmierölzufuhr des Motors (die als unter Druck stehende Motorschmierölzufuhr bezeichnet werden kann) fluidisch verbunden sein, wobei druckbeaufschlagte Öl in den Ölkanal-Einlassabschnitt strömt.In the 5 - 6 further sectional views of the electric turbocharger are shown. In particular shows 5 a perspective view of the electric turbocharger and 6 an end view of the electric turbocharger, wherein the in 5-6 Views shown along the central axis in the plan indicated by the arrows 213 in 2 indicated direction. The electric turbocharger includes an oil feed gallery 500 formed in the compressor bearing bracket and the turbine outer shell. The oil supply passage includes a first oil passage portion 501 formed in the compressor bearing bracket, a second oil passage portion 503 formed in the electric machine housing, and an oil passage inlet portion 505 formed in the turbine outer casing, the first oil passage portion, the second oil passage portion, and the oil gallery inlet section are fluidly connected to each other so that oil can flow through the oil gallery inlet section both to the first oil gallery section and to the second oil gallery section. In some embodiments, the oil gallery inlet portion may be fluidly connected to a pressurized lubricating oil supply of the engine (which may be referred to as a pressurized engine lubricating oil supply), with pressurized oil flowing into the oil gallery inlet portion.

Der erste Ölkanalabschnitt ist mit einer ersten Öldüse 502 und der zweite Ölkanalabschnitt mit einer zweiten Öldüse 504 fluidisch verbunden. Die erste Öldüse schließt direkt an den Ölzufuhrkanal im ersten Ölkanalabschnitt an (zum Beispiel kann ein Teil der ersten Öldüse im ersten Ölkanalabschnitt sitzen) und kann vom Verdichterlagerträger umschlossen sein. Die erste Öldüse kann das vom ersten Ölkanalabschnitt bereitgestellte Öl auf die Oberflächen der Welle spritzen oder sprühen, und die zweite Öldüse kann das vom zweiten Ölkanalabschnitt bereitgestellte Öl auf die Oberflächen der Welle sprühen. Das von der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse versprühte Öl kann zur Kühlung und Schmierung der Welle und anderer Komponenten des elektrischen Turboladers dienen, wie weiter unten beschrieben. Wie in 5 dargestellt, sind der erste Ölkanalabschnitt und der zweite Ölkanalabschnitt um einen zweiten Winkel 720 zueinander abgewinkelt (wobei der Winkel zwischen der Achse 716 parallel zum ersten Ölkanalabschnitt und der Achse 718 parallel zum zweiten Ölkanalabschnitt dargestellt ist). Durch das Abwinkeln des ersten Ölkanalabschnitts und des zweiten Ölkanalabschnitts relativ zueinander kann der für die Aufnahme der elektrischen Maschine im elektrischen Turbolader verfügbare Raum vergrößert werden, was die Herstellung und/oder Wartung des elektrischen Turboladers erleichtern kann. In manchen Ausführungsformen können der Ölzufuhrkanal und der Pufferluftkanal entlang derselben Ebene angeordnet sein (zum Beispiel kann eine Ebene sowohl den Ölzufuhrkanal als auch den Pufferluftkanal schneiden, wobei die Ebene parallel zur Mittelachse des elektrischen Turboladers verläuft).The first oil channel section is fluidically connected to a first oil nozzle 502 and the second oil channel section is fluidically connected to a second oil nozzle 504 . The first oil jet connects directly to the oil supply gallery in the first oil gallery section (eg, a portion of the first oil jet may reside in the first oil gallery section) and may be enclosed by the compressor bearing bracket. The first oil nozzle may splash or spray the oil provided from the first oil gallery portion onto the surfaces of the shaft, and the second oil nozzle may spray the oil provided from the second oil gallery portion onto the surfaces of the shaft. The oil sprayed from the first oil jet and the second oil jet can be used to cool and lubricate the shaft and other components of the electric turbocharger, as described below. As in 5 As illustrated, the first oil gallery portion and the second oil gallery portion are angled toward one another at a second angle 720 (showing the angle between axis 716 parallel to the first oil gallery portion and axis 718 parallel to the second oil gallery portion). By angling the first oil duct section and the second oil duct section relative to one another, the space available for accommodating the electric machine in the electric turbocharger can be increased, which can facilitate manufacture and/or maintenance of the electric turbocharger. In some embodiments, the oil supply passage and the buffer air passage may be arranged along the same plane (e.g., a plane may intersect both the oil supply passage and the buffer air passage, with the plane being parallel to the central axis of the electric turbocharger).

In den 7-8 sind vergrößerte Schnittansichten des elektrischen Turboladers dargestellt. Die in 7 gezeigte Ansicht ist in der gleichen Richtung wie die in 6 gezeigte Ansicht, und 8 zeigt eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht des elektrischen Turboladers.In the 7-8 Enlarged sectional views of the electric turbocharger are shown. In the 7 The view shown is in the same direction as that in FIG 6 view shown, and 8th Figure 12 shows an enlarged sectional perspective view of the electric turbocharger.

Die erste Öldüse ist auf eine erste Oberfläche 704 der Welle ausgerichtet, und die zweite Öldüse ist auf eine zweite Oberfläche 706 der Welle ausgerichtet, wobei die erste Oberfläche in Richtung der Mittelachse von der zweiten Oberfläche versetzt (zum Beispiel beabstandet) ist. Insbesondere ist der Abstand zwischen der ersten Oberfläche und der Verdichterseite geringer als der Abstand zwischen der zweiten Oberfläche und der Verdichterseite. Eine Spitze 712 der ersten Öldüse steht einer Spitze 714 der zweiten Öldüse gegenüber. Wenn der ersten Öldüse über den ersten Ölkanalabschnitt Öl zugeführt wird, kann die erste Öldüse Öl (zum Beispiel Ölstrahlen) in Richtung der ersten Oberfläche sprühen, wie durch Pfeil 700 angezeigt. Wenn der zweiten Öldüse über den zweiten Ölkanalabschnitt Öl zugeführt wird, kann die zweite Öldüse Öl in Richtung der zweiten Oberfläche sprühen, wie durch Pfeil 702 angezeigt. Das Ölspray kann die Komponenten des elektrischen Turboladers kühlen und/oder schmieren. Während des Betriebs des elektrischen Turboladers kann die Drehung der Welle zum Beispiel zur Erzeugung von elektrischer Leistung über die elektromechanische Kopplung zwischen der Welle und dem Stator führen, wie oben beschrieben. Die Erzeugung von elektrischem Strom kann jedoch die Temperatur der Welle und/oder anderer Komponenten erhöhen. Die erste Öldüse und die zweite Öldüse können Öl auf die Welle sprühen, wodurch die Temperatur der Welle gesenkt und die Haltbarkeit der Welle und/oder anderer Bauteile erhöht wird.The first oil jet is aligned with a first surface 704 of the shaft and the second oil jet is aligned with a second surface 706 of the shaft tet, wherein the first surface is offset (e.g. spaced) from the second surface in the direction of the central axis. In particular, the distance between the first surface and the compressor side is less than the distance between the second surface and the compressor side. A tip 712 of the first oil jet faces a tip 714 of the second oil jet. When oil is supplied to the first oil nozzle via the first oil gallery portion, the first oil nozzle may spray oil (e.g., oil jets) toward the first surface, as indicated by arrow 700 . When oil is supplied to the second oil nozzle via the second oil passage portion, the second oil nozzle may spray oil toward the second surface as indicated by arrow 702 . The oil spray may cool and/or lubricate the components of the electric turbocharger. For example, during operation of the electric turbocharger, rotation of the shaft may result in the generation of electrical power via the electromechanical coupling between the shaft and the stator, as described above. However, the generation of electrical current may increase the temperature of the shaft and/or other components. The first oil jet and the second oil jet can spray oil onto the shaft, reducing the temperature of the shaft and increasing the durability of the shaft and/or other components.

In den 9 bis 10 sind vergrößerte Ansichten der Öldüsen dargestellt. Insbesondere zeigt 9 eine vergrößerte Ansicht der ersten Öldüse und 10 eine vergrößerte Ansicht der zweiten Öldüse. Das von der ersten Öldüse versprühte Öl kann mit den Oberflächen der Welle in Kontakt kommen (zum Beispiel mit der oben beschriebenen ersten Oberfläche). Das Öl kann dann durch die Schwerkraft zum unteren Ende des elektrischen Turboladers strömen, wie durch Pfeil 900 in 9 angedeutet. In ähnlicher Weise kann das von der zweiten Öldüse gespritzte Öl mit den Oberflächen der Welle in Kontakt kommen, zum Beispiel mit der oben beschriebenen zweiten Oberfläche, und dann durch die Schwerkraft zum unteren Ende des elektrischen Turboladers strömen, wie durch den in 10 dargestellten Pfeil 1000 angezeigt. Der durch die Schwerkraft bedingte Ölstrom, der durch die Pfeile in den 9-10 angezeigt wird, kann über die Oberflächen anderer Komponenten des elektrischen Turboladers strömen, wie in 11 dargestellt. Das von der ersten Öldüse gespritzte Öl und das von der zweiten Öldüse gespritzte Öl können sich vermischen und/oder zusammenströmen, wie durch den in 11 dargestellten Pfeil 1100 angedeutet, und das gemischte Öl kann zur Auslassöffnung 412 (dargestellt in 4 und 11-12) am unteren Ende des Turboladers abströmen. Die Welle des elektrischen Turboladers ist in der Ansicht von 11 teilweise transparent dargestellt und durch gestrichelte Linien angedeutet, wobei die erste Öldüse und die zweite Öldüse in der Ansicht von 11 hinter der Welle angeordnet sind.In the 9 until 10 enlarged views of the oil jets are shown. In particular shows 9 an enlarged view of the first oil nozzle and 10 an enlarged view of the second oil nozzle. The oil sprayed from the first oil nozzle may contact the surfaces of the shaft (e.g., the first surface described above). The oil can then flow by gravity to the bottom of the electric turbocharger as indicated by arrow 900 in 9 implied. Similarly, the oil squirted from the second oil jet may contact the surfaces of the shaft, for example the second surface described above, and then flow by gravity to the lower end of the electric turbocharger, as through the in 10 arrow 1000 shown. The gravitational flow of oil indicated by the arrows in the 9-10 indicated may flow over the surfaces of other electric turbocharger components, as in 11 shown. The oil squirted from the first oil jet and the oil squirted from the second oil jet may mix and/or flow together as shown by the in 11 indicated by arrow 1100 shown, and the mixed oil can be discharged to outlet port 412 (shown in 4 and 11-12 ) flow out at the lower end of the turbocharger. The shaft of the electric turbocharger is in the view from 11 shown partially transparent and indicated by dashed lines, with the first oil nozzle and the second oil nozzle in the view of FIG 11 are located behind the shaft.

Die Axiallager können Öl (zum Beispiel Kühlöl und/oder Lagerschmieröl) über die Druckschmierölzufuhr des Motors erhalten (die hier als Ölquelle bezeichnet werden kann). In manchen Ausführungsformen können die Axiallager Kühlöl und Lagerschmieröl getrennt (zum Beispiel über separate Kanäle) von der Druckölzufuhr erhalten. In manchen Ausführungsformen kann das Öl dem elektrischen Turbolader über einen Schlauch und/oder einen Anschluss zugeführt werden. Während des Betriebs des elektrischen Turboladers kann das den Axiallagern zugeführte Öl durch die Drehung der Welle und der Axiallager angetrieben werden. Das Öl, das dem zweiten Axiallager zugeführt wird, kann vom zweiten Axiallager nach außen getrieben werden, wie der Pfeil 906 (in 9) zeigt, der eine Richtung des vom zweiten Axiallager getriebenen Öls angibt. Das ausgeleitete Öl kann einen Ölvorhang bilden (zum Beispiel einen kontinuierlichen oder annähernd kontinuierlichen Ölstrahl, der von dem zweiten Axiallager in einer Richtung weg von dem zweiten Axiallager entlang einer Ebene parallel zu einer ersten Endfläche 901 und einer zweiten Endfläche 903 des zweiten Axiallagers ausgestoßen wird). Zum Beispiel sind die erste Achse 902 und die zweite Achse 904 parallel zueinander angeordnet, wobei die erste Achse auf ein erstes Ende des zweiten Axiallagers (z.B. die erste Endfläche) und die zweite Achse auf ein gegenüberliegendes zweites Ende des zweiten Axiallagers (z.B. die zweite Endfläche) ausgerichtet ist.The thrust bearings may receive oil (e.g., cooling oil and/or bearing lubricating oil) from the engine's pressurized lubricating oil supply (which may be referred to herein as an oil source). In some embodiments, the thrust bearings can receive cooling oil and bearing lubricating oil separately (e.g. via separate channels) from the pressurized oil supply. In some embodiments, the oil may be delivered to the electric turbocharger via a hose and/or fitting. During operation of the electric turbocharger, the oil supplied to the thrust bearings can be driven by rotation of the shaft and thrust bearings. The oil supplied to the second thrust bearing may be forced out of the second thrust bearing as indicated by arrow 906 (in 9 ) indicating a direction of oil driven by the second thrust bearing. The discharged oil may form an oil curtain (e.g., a continuous or nearly continuous jet of oil ejected from the second thrust bearing in a direction away from the second thrust bearing along a plane parallel to a first end surface 901 and a second end surface 903 of the second thrust bearing) . For example, the first axis 902 and the second axis 904 are arranged parallel to one another, with the first axis on a first end of the second thrust bearing (e.g. the first end face) and the second axis on an opposite second end of the second thrust bearing (e.g. the second end face ) is aligned.

Das vom zweiten Axiallager geförderte Öl kann vom zweiten Axiallager durch den Bereich zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse (zum Beispiel mit der durch Pfeil 908 angegebenen Breite des Bereichs) und in Richtung des unteren Endes des elektrischen Turboladers strömen. Durch die erste Öldüse wird jedoch eine Interferenz zwischen dem vom zweiten Axiallager angetriebenen Öl und dem von der ersten Öldüse versprühten Öl verringert oder beseitigt. Insbesondere erstreckt sich die erste Öldüse von einer Wand 910 des Verdichterlagerträgers nach außen durch den Bereich zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse. Der Abstand zwischen der zweiten Achse und dem Abschnitt der ersten Öldüse an der Wand des Verdichterlagerträgers ist größer als der Abstand zwischen der ersten Achse und dem Abschnitt der ersten Öldüse an der Wand des Verdichterlagerträgers (zum Beispiel befindet sich der Abschnitt der ersten Öldüse an der Wand des Verdichterlagerträgers in der in 9 gezeigten Ansicht jeweils links von der ersten Achse und der zweiten Achse). Der Abstand zwischen der zweiten Achse und der Spitze der ersten Öldüse ist jedoch geringer als der Abstand zwischen der ersten Achse und der Spitze (zum Beispiel befindet sich die Spitze in der Ansicht von 9 rechts von der ersten Achse und der zweiten Achse). Die Spitze ist außerhalb des Bereichs zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse (z.B. dem Bereich des Ölvorhangs, der durch das zweite Axiallager angetrieben wird) angeordnet, so dass das von der Spitze der ersten Öldüse versprühte Öl nicht mit dem vom zweiten Axiallager angetriebenen Öl in Kontakt kommt, bevor das von der Spitze der ersten Öldüse versprühte Öl mit den Oberflächen der Welle in Kontakt kommt. Wie in 9 dargestellt, ist eine Länge 914 zwischen dem zweiten Axiallager und dem Verdichterrad in einer axialen Richtung des elektrischen Turboladers (z.B. eine Richtung parallel zur Längsachse) kleiner als eine Länge 916 zwischen der Spitze der ersten Öldüse und dem Verdichterrad in der axialen Richtung, wobei die Achse 918 mit dem Verdichterrad ausgerichtet ist und senkrecht zu der Längsachse verläuft. Infolgedessen stört das vom zweiten Axiallager angetriebene Öl nicht das von der ersten Öldüse versprühte Öl (zum Beispiel kommt das vom zweiten Axiallager angetriebene Öl nicht mit dem von der ersten Öldüse erzeugten Ölstrahl in Berührung und ändert nicht die Richtung des Ölstrahls aus der ersten Öldüse), was die Menge des von der ersten Öldüse versprühten Öls, das mit den Oberflächen der Welle in Berührung kommt, erhöhen und die Kühlung der Welle verbessern kann.Oil produced by the second thrust bearing may flow from the second thrust bearing through the area between the first axis and the second axis (e.g., the width of the area indicated by arrow 908) and toward the bottom of the electric turbocharger. However, the first oil jet reduces or eliminates interference between the oil driven by the second thrust bearing and the oil sprayed by the first oil jet. In particular, the first oil jet extends outwardly from a wall 910 of the compressor bearing bracket through the area between the first axis and the second axis. The distance between the second axis and the portion of the first oil jet on the wall of the compressor bearing bracket is greater than the distance between the first axis and the portion of the first oil jet on the wall of the compressor bearing bracket (e.g. the portion of the first oil jet is on the wall of the compressor bearing bracket in the in 9 shown view to the left of the first axis and the second axis). However, the distance between the second axis and the tip of the first oil nozzle is less than the distance between the first axis and the tip (e.g. befin det the top in the view of 9 to the right of the first axis and the second axis). The tip is located outside the area between the first axis and the second axis (e.g. the area of the oil curtain driven by the second thrust bearing) so that the oil sprayed from the tip of the first oil nozzle does not interfere with the oil driven by the second thrust bearing comes into contact before the oil sprayed from the tip of the first oil nozzle comes into contact with the surfaces of the shaft. As in 9 shown, a length 914 between the second thrust bearing and the compressor wheel in an axial direction of the electric turbocharger (e.g., a direction parallel to the longitudinal axis) is less than a length 916 between the tip of the first oil jet and the compressor wheel in the axial direction, where the axis 918 is aligned with the compressor wheel and perpendicular to the longitudinal axis. As a result, the oil driven by the second thrust bearing does not interfere with the oil sprayed by the first oil jet (for example, the oil driven by the second thrust bearing does not come into contact with the oil jet generated by the first oil jet and does not change the direction of the oil jet from the first oil jet), which can increase the amount of oil sprayed from the first oil nozzle that comes into contact with the surfaces of the shaft and improve the cooling of the shaft.

In manchen Ausführungsformen kann die erste Öldüse und/oder die zweite Öldüse eine im Wesentlichen konische Form haben. Zum Beispiel kann eine Breite der Spitze der ersten Öldüse schmaler sein als eine Breite eines gegenüberliegenden Endes 922 (dargestellt in 9) der ersten Öldüse, die mit dem ersten Ölkanalabschnitt verbunden ist (zum Beispiel in diesem sitzt). In anderen Ausführungsformen können die erste Öldüse und/oder die zweite Öldüse jedoch eine andere Form haben. In manchen Ausführungsformen kann die erste Öldüse und/oder die zweite Öldüse eine Vielzahl von Spitzen aufweisen, wobei jede Spitze einen Ölstrahl erzeugen kann. Zum Beispiel kann die erste Öldüse zwei Spitzen, drei Spitzen usw. aufweisen, wobei zumindest eine der Spitzen außerhalb des Bereichs zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse (zum Beispiel dem Bereich des vom zweiten Axiallager angetriebenen Ölvorhangs) angeordnet ist und das von der zumindest einen Spitze versprühte Öl auf die Oberflächen der Welle gerichtet ist und nicht mit dem vom zweiten Axiallager angetriebenen Öl in Berührung kommt, bevor es in direkten Kontakt mit den Oberflächen der Welle kommt. Die erste Öldüse und die zweite Öldüse können in manchen Ausführungsformen jeweils eine andere Form haben. In manchen Ausführungsformen kann der elektrische Turbolader zusätzliche Düsen aufweisen, die Öl auf die Welle spritzen (zum Beispiel Düsen zusätzlich zu der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse).In some embodiments, the first oil nozzle and/or the second oil nozzle may have a substantially conical shape. For example, a width of the tip of the first oil jet may be narrower than a width of an opposite end 922 (shown in 9 ) of the first oil jet, which is connected to (e.g. seated in) the first oil passage section. However, in other embodiments, the first oil nozzle and/or the second oil nozzle may have a different shape. In some embodiments, the first oil nozzle and/or the second oil nozzle can have a plurality of tips, each tip being able to generate an oil jet. For example, the first oil jet may have two tips, three tips, etc., with at least one of the tips being located outside the area between the first axis and the second axis (e.g. the area of the oil curtain driven by the second thrust bearing) and that of the at least sprayed oil is directed towards the surfaces of the shaft and does not come into contact with the oil driven by the second thrust bearing before it comes into direct contact with the surfaces of the shaft. The first oil nozzle and the second oil nozzle may each have a different shape in some embodiments. In some embodiments, the electric turbocharger may include additional nozzles that inject oil onto the shaft (e.g., nozzles in addition to the first oil nozzle and the second oil nozzle).

11 zeigt eine Schnittdarstellung des Ölzufuhrkanals, der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse. Das von der ersten Öldüse versprühte Öl, das mit den Oberflächen der Welle in Berührung kommt, vermischt sich und/oder konvergiert mit dem von der zweiten Öldüse versprühten Öl, das mit den Oberflächen der Welle in Berührung kommt. Insbesondere können das von der ersten Öldüse gegen die Welle gespritzte Öl und das von der zweiten Öldüse gegen die Welle gespritzte Öl von der Welle in Richtung des unteren Endes des elektrischen Turboladers strömen und sich vermischen und/oder zusammenlaufen, wenn das Öl von jedem Teil der Welle in Richtung des unteren Endes abläuft. 11 Fig. 12 shows a sectional view of the oil supply passage, the first oil nozzle and the second oil nozzle. The oil sprayed from the first oil nozzle, which comes into contact with the surfaces of the shaft, mixes and/or converges with the oil sprayed from the second oil nozzle, which comes into contact with the surfaces of the shaft. In particular, the oil splashed against the shaft from the first oil jet and the oil splashed against the shaft from the second oil jet may flow from the shaft toward the lower end of the electric turbocharger and mix and/or coalesce when the oil from each part of the Wave runs towards the lower end.

12 zeigt eine weitere Schnittansicht des elektrischen Turboladers. Wie oben beschrieben, kann der Pufferluftkanal die von dem Verdichterrad komprimierte Luft in die zwischen dem Turbinenrad und dem äußeren Turbinengehäuse angeordnete Kammer leiten. Der Pufferluftkanal ist in Richtung des oberen Endes des elektrischen Turboladers dargestellt, gegenüber der Mittelachse der Auslassöffnung, die das von der Welle abströmende Öl aufnehmen kann (siehe oben). Der Stator und der Kühlmittelmantel werden jeweils teilweise von dem Verdichterlagerträger und dem Gehäuse der elektrischen Maschine umschlossen, wobei der erste Kanalabschnitt innerhalb des Verdichterlagerträgers und der zweite Kanalabschnitt innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine wie oben beschrieben ausgebildet ist. 12 shows another sectional view of the electric turbocharger. As described above, the buffer air duct may direct the air compressed by the compressor wheel into the chamber located between the turbine wheel and the turbine outer shell. The buffer air duct is shown towards the top of the electric turbocharger, opposite the central axis of the outlet port, which can receive the oil flowing out of the shaft (see above). The stator and coolant jacket are each partially enclosed by the compressor bearing bracket and the electric machine housing, with the first duct section being formed within the compressor bearing bracket and the second duct section being formed within the electric machine housing as described above.

In 13 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, das ein Verfahren 1300 zur Steuerung eines elektrischen Turboladers veranschaulicht. Die Steuerung des elektrischen Turboladers umfasst die Steuerung eines Öl- und Druckluftstroms durch den elektrischen Turbolader. Der elektrische Turbolader kann ähnlich oder gleich sein wie die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschriebenen elektrischen Turbolader. Die Komponenten, die unter Bezugnahme auf das in 13 dargestellte Verfahren beschrieben werden, können denen ähnlich sein, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben wurden. Anweisungen zur Durchführung des Verfahrens und der übrigen hierin enthaltenen Verfahren können von einer Steuerung, wie der oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Steuerung, auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie den oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren Aktuatoren zur Einstellung des Betriebs verwenden oder auslösen.In 13 1, a flowchart illustrating a method 1300 for controlling an electric turbocharger is presented. Electric turbocharger control includes controlling oil and compressed air flow through the electric turbocharger. The electric turbocharger may be similar or the same as those referred to above with reference to FIG 1 until 12 described electric turbocharger. The components referred to in 13 methods described may be similar to those described above with reference to FIG 1 until 12 have been described. Instructions for performing the method and the remaining methods contained herein may come from a controller such as that referred to above 1 described controller, based on instructions stored in a memory of the controller and in conjunction with signals received from sensors of the engine system, such as those referred to above with reference to 1 described sensors, are received. The controller may use or trigger actuators to cease operation according to the methods described below.

Das Verfahren in Schritt 1302 umfasst das Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen (zum Beispiel Ne, Tq, ECT, BP, Ladedruck usw.). Der Motor kann dem oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Motor ähneln oder mit ihm identisch sein. Das Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen kann das Schätzen und/oder Messen einer Öltemperatur des Öls innerhalb des elektrischen Turboladers, eines Massendurchsatzes von Abgas zu einer Turbine des elektrischen Turboladers, eines Massendurchsatzes von Druckluft von einem Verdichter des elektrischen Turboladers, einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Stroms, der von einer elektrischen Maschine des elektrischen Turboladers erzeugt wird, usw. umfassen. Die elektrische Maschine kann der oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen elektrischen Maschine und/oder der in den 2 bis 12 dargestellten elektrischen Maschine des elektrischen Turboladers ähnlich oder gleich sein.The method at step 1302 includes estimating and/or measuring engine operating conditions (e.g., Ne, Tq, ECT, BP, boost pressure, etc.). The engine may be the one referred to above 1 are similar or identical to the engine described. Estimating and/or measuring engine operating conditions may include estimating and/or measuring an oil temperature of oil within the electric turbocharger, a mass flow rate of exhaust gas to a turbine of the electric turbocharger, a mass flow rate of compressed air from a compressor of the electric turbocharger, an electrical voltage, and /or an electric current generated by an electric machine of the electric turbocharger, etc. The electric machine may be of the type referred to above 1 described electrical machine and / or in the 2 until 12 be similar or the same as shown electric machine of the electric turbocharger.

Das Verfahren wird mit Schritt 1304 fortgesetzt, bei dem Öl durch einen Ölzufuhrkanal des elektrischen Turboladers zu einer im elektrischen Turbolader angeordneten Öldüse strömt. Der Ölzuführungskanal und die Öldüse können dem Ölzuführungskanal bzw. der Öldüse, die vorstehend unter Bezugnahme auf den in den 2-12 dargestellten elektrischen Turbolader beschrieben wurden, ähneln oder mit ihnen identisch sein. Der Ölzufuhrkanal kann in einem Verdichterlagerträger und einem Turbinenaußengehäuse des elektrischen Turboladers, wie dem Verdichterlagerträger bzw. dem Turbinenaußengehäuse des oben unter Bezugnahme auf 2-12 beschriebenen elektrischen Turboladers, ausgebildet sein. Das Öl kann dem Ölzufuhrkanal durch die Druckschmierölzufuhr des Motors zugeführt werden.The method continues with step 1304, where oil flows through an oil supply passage of the electric turbocharger to an oil nozzle arranged in the electric turbocharger. The oil supply duct and the oil nozzle can correspond to the oil supply duct and the oil nozzle, respectively, which have been described above with reference to that in FIGS 2-12 illustrated electric turbochargers are similar or identical to them. The oil feed passage may be formed in a compressor bearing bracket and a turbine outer shell of the electric turbocharger, such as the compressor bearing bracket and the turbine outer shell of FIG 2-12 described electric turbocharger, be formed. The oil can be supplied to the oil supply passage by the pressure lubricating oil supply of the engine.

Das Verfahren wird mit Schritt 1306 fortgesetzt, bei dem das Verfahren das Sprühen des Öls aus der Öldüse gegen die Oberflächen einer Welle umfasst, die sich durch die elektrische Maschine des Turboladers erstreckt und mit einem Verdichterrad und einem Turbinenrad verbunden ist. Die Welle, das Verdichterrad und das Turbinenrad können der Welle, dem Verdichterrad bzw. dem Turbinenrad, die oben unter Bezugnahme auf den in den 2-12 dargestellten elektrischen Turbolader beschrieben wurden, ähneln oder mit ihnen identisch sein. Die Welle ist ein Rotor der elektrischen Maschine und wirkt elektromechanisch mit einem Stator der elektrischen Maschine zusammen, um elektrische Energie zu erzeugen. Das Verdichterrad ist an einem ersten Ende und das Turbinenrad an einem gegenüberliegenden zweiten Ende mit der Welle gekoppelt, wobei der Stator zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad in Richtung einer Drehachse der Welle angeordnet ist. Das von der Öldüse versprühte Öl kann mit den Oberflächen der Welle in Kontakt kommen und die Welle kühlen. Die Öldüse ist so angeordnet, dass das von der Welle und/oder den Axiallagern der Welle aufgrund der Drehung der Welle ausgeleitete Öl den Ölstrahl aus der Öldüse nicht behindert (zum Beispiel bewegt sich der Ölstrahl in Richtung der Welle, ohne von dem von der Welle und/oder den Lagern aufgrund der Drehung der Welle ausgeleiteten Öl behindert zu werden).The method continues with step 1306, where the method includes spraying the oil from the oil nozzle against surfaces of a shaft extending through the turbocharger electric machine and connected to a compressor wheel and a turbine wheel. The shaft, the compressor wheel and the turbine wheel can correspond to the shaft, the compressor wheel and the turbine wheel, respectively, which are described above with reference to the in FIGS 2-12 illustrated electric turbochargers are similar or identical to them. The shaft is a rotor of the electrical machine and interacts electromechanically with a stator of the electrical machine to generate electrical energy. The compressor wheel is coupled to the shaft at a first end and the turbine wheel is coupled to the shaft at an opposite second end, with the stator being arranged between the turbine wheel and the compressor wheel in the direction of an axis of rotation of the shaft. The oil sprayed from the oil nozzle may come into contact with the shaft surfaces and cool the shaft. The oil jet is positioned in such a way that the oil discharged from the shaft and/or the shaft thrust bearings due to the rotation of the shaft does not impede the oil jet from the oil jet (e.g. the oil jet moves in the direction of the shaft without diverging from that from the shaft and/or being obstructed by oil leaking from the bearings due to the rotation of the shaft).

Das Verfahren kann in Schritt 1308 umfassen, dass einer Kammer an dem Turbinenrad über einen Pufferluftkanal, der sich durch ein Gehäuse der elektrischen Maschine erstreckt, Druckluft zugeführt wird. Die Druckluft kann durch das Verdichterrad mit Druck beaufschlagt werden und durch den Pufferluftkanal in die Kammer strömen, wobei die Kammer zwischen dem Turbinenrad und dem Außengehäuse der Turbine angeordnet ist. Der Pufferluftkanal, das Gehäuse der elektrischen Maschine und die Kammer können ähnlich oder gleich sein wie der Pufferluftkanal, das Gehäuse der elektrischen Maschine bzw. die Kammer, die oben unter Bezugnahme auf den in den 2-12 dargestellten elektrischen Turbolader beschrieben wurden. Die Druckluft kann die Kammer mit Druck beaufschlagen und eine Ausgleichskraft auf das Turbinenrad und/oder die Welle ausüben, die zumindest einen Teil der auf die Welle und das Turbinenrad wirkenden Schubkräfte aufheben kann.The method may include at step 1308 supplying pressurized air to a chamber on the turbine wheel via a buffer air passage extending through a housing of the electric machine. The compressed air may be pressurized by the compressor wheel and flow through the buffer air passage into the chamber, the chamber being located between the turbine wheel and the outer casing of the turbine. The buffer air duct, electric machine housing, and chamber may be similar or the same as the buffer air duct, electric machine housing, and chamber described above with reference to FIG 2-12 illustrated electric turbocharger have been described. The pressurized air may pressurize the chamber and exert a counterbalancing force on the turbine wheel and/or shaft that may cancel at least some of the thrust forces acting on the shaft and turbine wheel.

Das Verfahren wird bei Schritt 1310 fortgesetzt, in dem das Verfahren das Ausleiten des Öls von der Welle zu einer Auslassöffnung am unteren Ende des elektrischen Turboladers umfasst. Die Auslassöffnung und das untere Ende können der Auslassöffnung bzw. dem unteren Ende, die oben unter Bezugnahme auf den in den 2-12 dargestellten elektrischen Turbolader beschrieben wurden, ähnlich oder gleich sein. Das von der Öldüse gegen die Welle gespritzte Öl kann durch Schwerkraft zur Auslassöffnung abströmen. Wenn das Öl in Richtung der Abflussöffnung abläuft, kann das Öl gegen Oberflächen von Bauteilen des elektrischen Turboladers strömen (zum Beispiel ein Kühlmittelmantelgehäuse, wie das Kühlmittelmantelgehäuse des elektrischen Turboladers, das oben unter Bezugnahme auf die 2-12 beschrieben wurde) und die Bauteile kühlen. 2-12 sind annähernd maßstabsgetreu dargestellt, obwohl auch andere relative Abmessungen verwendet werden können, falls gewünscht.The method continues at step 1310, where the method includes directing the oil from the shaft to an outlet port at the bottom of the electric turbocharger. The outlet opening and the lower end may correspond to the outlet opening and the lower end, respectively, described above with reference to the in FIGS 2-12 illustrated electric turbochargers may be similar or the same. The oil sprayed against the shaft by the oil nozzle can flow out to the outlet opening by gravity. As the oil drains toward the drain hole, the oil may flow against surfaces of electric turbocharger components (e.g., a coolant jacket housing, such as the electric turbocharger coolant jacket housing discussed above with reference to Figures 2-12 described) and cool the components. 2-12 are drawn approximately to scale, although other relative dimensions can be used if desired.

Die 2-12 zeigen die relative Anordnung der verschiedenen Komponenten. Wenn sie direkt miteinander in Kontakt stehen oder direkt gekoppelt sind, können diese Elemente zumindest in einer Ausführungsform als direkt in Kontakt stehend bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Ebenso können Elemente, die nebeneinander oder aneinander angrenzend dargestellt sind, zumindest in einer Ausführungsform nebeneinander oder aneinander angrenzend sein. So können zum Beispiel Bauteile, die in flächigem Kontakt zueinander liegen, als in flächigem Kontakt stehend bezeichnet werden. Als weiteres Beispiel können in zumindest einer Ausführungsform Elemente genannt werden, die voneinander getrennt sind und zwischen denen sich nur ein Zwischenraum befindet und die keine anderen Komponenten aufweisen. Ein weiteres Beispiel ist, dass Elemente, die über/untereinander, auf gegenüberliegenden Seiten oder links/rechts voneinander angeordnet sind, als solche bezeichnet werden können. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, in zumindest einer Ausführungsform ein oberstes Element oder ein oberster Punkt des Elements als „Oberseite“ des Bauteils und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als „Unterseite“ des Bauteils bezeichnet werden. Die hier verwendeten Begriffe oben/unten, oben/unten, oben/unten können sich auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und zur Beschreibung der Positionierung von Elementen der Figuren zueinander verwendet werden. So sind Elemente, die über anderen Elementen dargestellt sind, in einer Ausführungsform vertikal über den anderen Elementen angeordnet. Als weiteres Beispiel können die Formen der in den Figuren dargestellten Elemente als solche bezeichnet werden (zum Beispiel kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen). Ferner können Elemente, die einander schneiden, in zumindest einer Ausführungsform als sich überschneidende Elemente oder einander schneidende Elemente bezeichnet werden. Des Weiteren kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements dargestellt ist, in einer Ausführungsform als solches bezeichnet werden. Wenn nicht anders angegeben, bedeutet der Begriff „ungefähr“ etwa plus oder minus fünf Prozent des Bereichs.The 2-12 show the relative arrangement of the various components. In at least one embodiment, when directly contacting or directly coupled to each other, these elements may be referred to as directly contacting or directly coupled, respectively. Likewise, elements that are side by side or contiguous are shown adjacent may be side by side or adjacent to each other in at least one embodiment. For example, components that are in surface contact with one another can be referred to as being in surface contact. As another example, in at least one embodiment, there may be elements that are separate from each other with only a space between them and that have no other components. Another example is that elements arranged above/below each other, on opposite sides, or to the left/right of each other may be referred to as such. Furthermore, as shown in the figures, in at least one embodiment, a top element or a top point of the element can be referred to as the “top” of the component and a bottom element or a bottom point of the element can be referred to as the “bottom” of the component. The terms top/bottom, top/bottom, top/bottom used here can refer to a vertical axis of the figures and can be used to describe the positioning of elements of the figures in relation to one another. Thus, in one embodiment, elements shown above other elements are arranged vertically above the other elements. As another example, the shapes of the elements depicted in the figures may be labeled as such (e.g., circular, straight, planar, curved, rounded, beveled, angled, or the like). Furthermore, elements that intersect one another may be referred to as intersecting elements or intersecting elements in at least one embodiment. Furthermore, an element represented inside another element or outside another element may be referred to as such in one embodiment. Unless otherwise specified, the term "about" means about plus or minus five percent of the range.

In einer Ausführungsform kann das Steuerungssystem oder die Steuerung ein lokales Datenerfassungssystem aufweisen und maschinelles Lernen einsetzen, um ableitungsbasierte Lernergebnisse zu ermöglichen. Die Steuerung kann aus einer Reihe von Daten (einschließlich der von den verschiedenen Sensoren gelieferten Daten) lernen und Entscheidungen treffen, indem es datengesteuerte Vorhersagen trifft und sich entsprechend der Datenreihe anpasst. In Ausführungsformen kann das maschinelle Lernen die Durchführung einer Vielzahl von maschinellen Lernaufgaben durch maschinelle Lernsysteme umfassen, wie überwachtes Lernen, nichtüberwachtes Lernen und Verstärkungslernen. Überwachtes Lernen kann umfassen, dass den maschinellen Lernsystemen ein Satz von Beispieleingaben und -ausgaben vorgelegt wird. Nichtüberwachtes Lernen kann umfassen, dass der Lernalgorithmus seinen Input durch Methoden wie Mustererkennung und/oder Merkmalslemen strukturiert. Verstärkungslernen kann umfassen, dass die maschinellen Lernsysteme in einer dynamischen Umgebung arbeiten und dann Rückmeldungen über richtige und falsche Entscheidungen geben. In Beispielen kann das maschinelle Lernen eine Vielzahl anderer Aufgaben umfassen, die auf einer Ausgabe des maschinellen Lernsystems basieren. Bei den Aufgaben kann es sich um Probleme des maschinellen Lernens handeln, wie Klassifizierung, Regression, Clustering, Dichteschätzung, Dimensionalitätsreduktion, Erkennung von Anomalien und dergleichen. In Beispielen kann das maschinelle Lernen eine Vielzahl von mathematischen und statistischen Techniken umfassen. Die Algorithmen des maschinellen Lernens können Entscheidungsbaum-basiertes Lernen, Assoziationsregel-Lernen, Deep Learning, künstliche neuronale Netze, genetische Lernalgorithmen, induktive Logikprogrammierung, Support-Vektor-Maschinen (SVMs), Bayes'sche Netze, Verstärkungslernen, Repräsentationslernen, regelbasiertes maschinelles Lernen, Sparse-Dictionary-Learning, Ähnlichkeits- und metrisches Lernen, lernende Klassifizierungssysteme (LCS), logistische Regression, Random Forest, K-Means, Gradientenverstärkung, K-nearest neighbors (KNN), A-priori-Algorithmen und Ähnliches umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können bestimmte Algorithmen des maschinellen Lernens verwendet werden (zum Beispiel zur Lösung sowohl von eingeschränkten als auch von nicht eingeschränkten Optimierungsproblemen, die auf natürlicher Auswahl beruhen können). In einem Beispiel kann der Algorithmus verwendet werden, um Probleme der gemischtganzzahligen Programmierung zu lösen, bei denen manche Komponenten auf ganzzahlige Werte beschränkt sind. Algorithmen und Techniken und Systeme des maschinellen Lernens können in den Bereichen computergestützte Intelligenzsysteme, Computer Vision, Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP), Empfehlungssysteme, Verstärkungslernen, Erstellung grafischer Modelle usw. verwendet werden. Zum Beispiel kann maschinelles Lernen für die Fahrzeugleistung und -steuerung, die Verhaltensanalyse und ähnliches verwendet werden.In one embodiment, the control system or controller may include a local data acquisition system and employ machine learning to enable inference-based learning outcomes. The controller can learn from a range of data (including data provided by the various sensors) and make decisions by making data-driven predictions and adjusting according to the data set. In embodiments, machine learning may involve machine learning systems performing a variety of machine learning tasks, such as supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning. Supervised learning may involve providing a set of example inputs and outputs to the machine learning systems. Unsupervised learning may involve the learning algorithm structuring its input through methods such as pattern recognition and/or feature learning. Reinforcement learning can involve the machine learning systems operating in a dynamic environment and then providing feedback on right and wrong decisions. In examples, machine learning may include a variety of other tasks based on output from the machine learning system. The tasks can be machine learning problems such as classification, regression, clustering, density estimation, dimensionality reduction, anomaly detection, and the like. In examples, machine learning may involve a variety of mathematical and statistical techniques. The machine learning algorithms can be decision tree-based learning, association rule learning, deep learning, artificial neural networks, genetic learning algorithms, inductive logic programming, support vector machines (SVMs), Bayesian networks, reinforcement learning, representation learning, rule-based machine learning, Sparse dictionary learning, similarity and metric learning, learning classification systems (LCS), logistic regression, random forest, k-means, gradient enhancement, k-nearest neighbors (KNN), a priori algorithms, and the like. In certain embodiments, certain machine learning algorithms may be used (e.g., to solve both constrained and unconstrained optimization problems, which may be based on natural selection). In one example, the algorithm can be used to solve mixed integer programming problems where some components are constrained to integer values. Algorithms and machine learning techniques and systems can be used in the fields of computer-aided intelligence systems, computer vision, natural language processing (NLP), recommender systems, reinforcement learning, graphical model building, etc. For example, machine learning can be used for vehicle performance and control, behavior analysis, and the like.

In einer Ausführungsform kann der Controller eine Policy Engine enthalten, die eine oder mehrere Richtlinien bzw. Policies anwenden kann. Diese Richtlinien können zumindest teilweise auf den Merkmalen eines bestimmten Geräts oder einer bestimmten Umgebung beruhen. In Bezug auf die Steuerungsrichtlinien kann ein neuronales Netz eine Reihe von umwelt- und aufgabenbezogenen Parametern als Eingabe erhalten. Das neuronale Netz kann so trainiert werden, dass es auf Grundlage dieser Eingaben eine Ausgabe erzeugt, die eine Aktion oder eine Folge von Aktionen darstellt, die das Motorsystem ausführen sollte. Dies kann nützlich sein, um konkurrierende Anforderungen an den Motor auszugleichen. Während des Betriebs einer Ausführungsform kann eine Bestimmung erfolgen, indem die Eingaben durch die Parameter des neuronalen Netzes verarbeitet werden, um einen Wert am Ausgangsknoten zu erzeugen, der diese Aktion als die bestimmte Aktion bezeichnet. Diese Aktion kann in ein Signal umgesetzt werden, das den Betrieb des Motors bewirkt. Dies kann über Backpropagation, Feedforward-Prozesse, geschlossene Rückkopplungsschleifen oder offene Rückkopplungsschleifen erreicht werden. Alternativ zur Backpropagation kann das maschinelle Lernsystem der Steuerung auch Evolutionsstrategien verwenden, um verschiedene Parameter des künstlichen neuronalen Netzes abzustimmen. Die Steuerung kann neuronale Netzarchitekturen mit Funktionen verwenden, die mit Backpropagation nicht immer lösbar sind, zum Beispiel Funktionen, die nicht konvex sind. In einer Ausführungsform hat das neuronale Netz einen Satz von Parametern, die die Gewichte seiner Knotenverbindungen darstellen. Es wird eine Reihe von Kopien dieses Netzes erstellt, dann werden verschiedene Anpassungen an den Parametern vorgenommen und Simulationen durchgeführt. Sobald die Ergebnisse der verschiedenen Modelle vorliegen, können sie anhand einer bestimmten Erfolgsmetrik auf ihre Leistung hin bewertet werden. Das beste Modell wird ausgewählt, und das Fahrzeugsteuergerät führt diesen Plan aus, um die gewünschten Eingabedaten zu erhalten, die das vorhergesagte beste Ergebnisszenario widerspiegeln. Ferner kann die Erfolgsmetrik eine Kombination der optimierten Ergebnisse sein. Diese können relativ zueinander gewichtet werden.In one embodiment, the controller may include a policy engine that may apply one or more policies. These guidelines may be based, at least in part, on the characteristics of a particular device or environment. In terms of control policies, a neural network can receive a range of environmental and task-related parameters as input. The neural network can be trained to produce an output based on these inputs that represents an action or a sequence of actions that the motor system should perform. This can be useful to avoid competing requests on the to balance the engine. During operation of an embodiment, a determination may be made by processing the inputs through the neural network parameters to produce a value at the output node that designates that action as the determined action. This action can be translated into a signal that causes the motor to run. This can be achieved via backpropagation, feedforward processes, closed feedback loops, or open feedback loops. As an alternative to backpropagation, the controller's machine learning system can also use evolution strategies to tune various parameters of the artificial neural network. The controller can use neural network architectures with functions that are not always solvable with backpropagation, for example functions that are not convex. In one embodiment, the neural network has a set of parameters that represent the weights of its node connections. A series of copies of this mesh are made, then various adjustments are made to the parameters and simulations are run. Once the results of the various models are in, they can be evaluated against a specific success metric for their performance. The best model is selected and the vehicle controller executes this plan to obtain the desired input data that reflects the predicted best outcome scenario. Furthermore, the success metric can be a combination of the optimized results. These can be weighted relative to each other.

Die Offenbarung kann eine Unterstützung für ein Turboladersystem bereitstellen, das eine Welle, die ein Verdichterrad mit einem Turbinenrad koppelt, eine elektrische Maschine mit einem Stator, der die Welle zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad umgibt, und einen Ölzufuhrkanal aufweist, der in einem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist und mit einer ersten Öldüse, die zur Welle hin ausgerichtet ist, fluidisch gekoppelt ist. In einem ersten Beispiel des Systems umfasst das System einen Pufferluftkanal, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist und sich zwischen dem Verdichterrad und einer Kammer am Turbinenrad erstreckt. In einem zweiten Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel umfasst, umfasst das System einen Verdichterlagerträger, der ein Axiallager trägt, und wobei der Pufferluftdurchlass einen ersten Kanalabschnitt, der in dem Verdichterlagerträger ausgebildet ist, und einen zweiten Kanalabschnitt, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist, umfasst. In einem dritten Beispiel des Systems, das wahlweise eines oder beide der ersten und zweiten Beispiele umfasst, öffnet sich der zweite Kanalabschnitt direkt in die Kammer. In einem vierten Beispiel des Systems, das wahlweise eines oder mehrere oder jedes der ersten bis dritten Beispiele umfasst, wird, während die Kammer unter Druck steht, eine Dichtungsplatte, die eine Wand der Kammer definiert, in Richtung des Turbinenrads vorgespannt. In einem fünften Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis vierten Beispiele umfasst, kann das System ein mit der Welle gekoppeltes Axiallager aufweisen, wobei die Welle ein Rotor der elektrischen Maschine ist, wobei eine Länge zwischen dem Axiallager und dem Verdichterrad kleiner ist als eine Länge zwischen einer Spitze der ersten Öldüse und dem Verdichterrad. In einem sechsten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis fünften Beispiele umfasst, kann das System einen Verdichterlagerträger umfassen, der ein Axiallager trägt, und wobei der Ölzufuhrkanal einen ersten Ölkanalabschnitt, der in dem Verdichterlagerträger ausgebildet ist, und einen zweiten Ölkanalabschnitt, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist, umfasst. In einem siebten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis sechsten Beispiele umfasst, schließt die erste Öldüse direkt an den Ölzufuhrkanal am ersten Ölkanalabschnitt an. In einem achten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis siebten Beispiele umfasst, kann das System eine zweite Öldüse umfassen, die zur Welle hin ausgerichtet ist und der ersten Öldüse gegenüberliegt, wobei eine Spitze der ersten Öldüse einer Spitze der zweiten Öldüse gegenüberliegt. In einem neunten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis achten Beispiele umfasst, schließt die zweite Öldüse direkt an den Ölzufuhrkanal am zweiten Ölkanalabschnitt an, und wobei der Ölzufuhrkanal in Fluidverbindung mit einer unter Druck stehenden Motorschmierölzufuhr steht.The disclosure may provide support for a turbocharger system that includes a shaft that couples a compressor wheel to a turbine wheel, an electric machine having a stator that surrounds the shaft between the compressor wheel and the turbine wheel, and an oil supply passage that is formed in a housing of the electrical machine is formed and is fluidly coupled to a first oil nozzle, which is aligned with the shaft. In a first example of the system, the system includes a buffer air duct formed in the housing of the electric machine and extending between the compressor wheel and a chamber on the turbine wheel. In a second example of the system, optionally including the first example, the system includes a compressor bearing bracket supporting a thrust bearing, and wherein the buffer air passage comprises a first duct section formed in the compressor bearing bracket and a second duct section formed in the housing of the electrical machine is formed, includes. In a third example of the system, optionally comprising one or both of the first and second examples, the second channel section opens directly into the chamber. In a fourth example of the system, optionally including one or more or each of the first to third examples, while the chamber is pressurized, a seal plate defining a wall of the chamber is biased toward the turbine wheel. In a fifth example of the system, optionally comprising one or more or each of the first to fourth examples, the system may have a thrust bearing coupled to the shaft, the shaft being a rotor of the electric machine, with a length between the thrust bearing and the Compressor wheel is smaller than a length between a tip of the first oil jet and the compressor wheel. In a sixth example of the system, optionally including one or more or each of the first through fifth examples, the system may include a compressor bearing bracket that supports a thrust bearing, and wherein the oil supply passage includes a first oil passage portion formed in the compressor bearing bracket and a second oil passage portion formed in the electric machine housing. In a seventh example of the system, which optionally includes one or more or each of the first to sixth examples, the first oil nozzle connects directly to the oil supply passage at the first oil passage section. In an eighth example of the system, optionally including one or more or each of the first through seventh examples, the system may include a second oil jet aligned with the shaft and opposed to the first oil jet, a tip of the first oil jet having a tip of the second oil nozzle opposite. In a ninth example of the system, optionally including one or more or each of the first to eighth examples, the second oil jet connects directly to the oil supply gallery at the second oil gallery section, and wherein the oil supply gallery is in fluid communication with a pressurized engine lubricating oil supply.

Die Offenbarung bietet Unterstützung für ein System, das einen Turbolader mit einem Verdichter, einer Turbine und einem Verdichterlagerträger, eine elektrische Maschine innerhalb des Turboladers mit einem Gehäuse und einem Rotor, der sich jeweils durch das Gehäuse und den Verdichterlagerträger erstreckt, und einen Fluidkanal, der jeweils durch das Gehäuse und den Verdichterlagerträger gebildet wird, aufweisen kann. In einem ersten Beispiel des Systems ist der Fluidkanal ein Pufferluftkanal, der den Verdichter mit einer Kammer an der Turbine fluidisch verbindet. In einem zweiten Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel umfasst, ist der Fluidkanal ein Ölzufuhrkanal, der eine Düse, die von dem Verdichterlagerträger umgeben ist, mit einer Ölquelle verbindet. In einem dritten Beispiel des Systems, das wahlweise eines oder beide der ersten und zweiten Beispiele umfasst, kann der Fluidkanal einen ersten, im Gehäuse ausgebildeten Kanalabschnitt und einen zweiten, im Verdichterlagerträger ausgebildeten Kanalabschnitt definieren. In einem vierten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis dritten Beispiele umfasst, erstreckt sich der erste Kanalabschnitt in einem ersten Winkel und der zweite Kanalabschnitt in einem anderen, zweiten Winkel. In einem fünften Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis vierten Beispiele umfasst, koppelt der Rotor ein Verdichterrad des Verdichters mit einem Turbinenrad der Turbine.The disclosure provides support for a system that includes a turbocharger having a compressor, a turbine, and a compressor bearing bracket, an electric machine within the turbocharger having a housing and a rotor that extends through the housing and the compressor bearing bracket, respectively, and a fluid passage that each formed by the housing and the compressor bearing bracket may have. In a first example of the system, the fluid passage is a buffer air passage that fluidly connects the compressor to a chamber on the turbine. In a second example of the system, optionally including the first example, the fluid passage is an oil supply passage that connects a nozzle surrounded by the compressor bearing bracket to a source of oil. In a third example of the system, optionally comprising one or both of the first and second examples, the fluid passage may have a first passage portion formed in the housing and a second passage portion formed in the compressor bearing bracket Define formed channel section. In a fourth example of the system, optionally comprising one or more or each of the first to third examples, the first channel section extends at a first angle and the second channel section extends at a different, second angle. In a fifth example of the system, optionally including one or more or each of the first to fourth examples, the rotor couples a compressor wheel of the compressor to a turbine wheel of the turbine.

Die Offenbarung stellt ein Verfahren bereit, welches das Leiten von Öl durch einen Ölzufuhrkanal eines elektrischen Turboladers zu einer Öldüse, die innerhalb des elektrischen Turboladers angeordnet ist, umfassen kann. In einem ersten Beispiel des Verfahrens kann das Verfahren das Sprühen des Öls aus der Öldüse gegen die Oberflächen einer Welle umfassen, die sich durch eine elektrische Maschine des elektrischen Turboladers erstreckt und jeweils mit einem Verdichterrad und einem Turbinenrad verbunden ist. In einem zweiten Beispiel des Verfahrens, das optional das erste Beispiel umfasst, kann das Verfahren das Zuführen von Druckluft zu einer Kammer am Turbinenrad über einen Pufferluftkanal umfassen, der sich durch ein Gehäuse der elektrischen Maschine erstreckt. In einem dritten Beispiel des Verfahrens, das wahlweise eines oder beide der ersten und zweiten Beispiele umfasst, kann das Verfahren das Ausleiten des Öls von der Welle zu einer Auslassöffnung umfassen, die an einem unteren Ende des elektrischen Turboladers angeordnet ist.The disclosure provides a method that may include directing oil through an oil supply gallery of an electric turbocharger to an oil nozzle located within the electric turbocharger. In a first example of the method, the method may include spraying the oil from the oil nozzle against surfaces of a shaft extending through an electric machine of the electric turbocharger and connected to a compressor wheel and a turbine wheel, respectively. In a second example of the method, optionally including the first example, the method may include supplying pressurized air to a chamber on the turbine wheel via a buffer air duct extending through a housing of the electric machine. In a third example of the method, optionally including one or both of the first and second examples, the method may include directing the oil from the shaft to an exhaust port located at a lower end of the electric turbocharger.

Ein Element oder ein Schritt, der in der Einzahl genannt wird und dem das Wort „a“ oder „an“ vorangestellt ist, schließt die Mehrzahl dieser Elemente oder Schritte nicht aus, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich erwähnt. Darüber hinaus schließen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ oder „ein Beispiel“ der Erfindung das Vorhandensein weiterer Ausführungsformen nicht aus, die ebenfalls die genannten Merkmale aufweisen. Darüber hinaus können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“, „einschließen“ oder „haben“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, zusätzliche Elemente umfassen, die diese Eigenschaft nicht haben. Die Begriffe „einschließlich“ und „in denen“ werden als Klartextentsprechungen der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Darüber hinaus werden die Begriffe „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen nicht dazu dienen, ihren Objekten numerische Anforderungen oder eine bestimmte Reihenfolge aufzuerlegen.An element or step mentioned in the singular and preceded by the word "a" or "an" does not exclude a plurality of those elements or steps unless such exclusion is expressly stated. Furthermore, references to “an embodiment” or “an example” of the invention do not exclude the existence of other embodiments that also incorporate the recited features. Furthermore, unless expressly stated otherwise, embodiments that “comprise,” “include,” or “have” an element or plurality of elements having a particular property may include additional elements that do not have that property. The terms "including" and "in which" are used as plain text equivalents of the terms "comprising" and "wherein" respectively. Additionally, the terms "first," "second," "third," etc. are used as labels only and are not intended to impose numerical requirements or any particular order on their objects.

Die hierin beschriebenen Steuerungsverfahren und -routinen können als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und vom Steuersystem, einschließlich der Steuerung, in Verbindung mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere beliebige Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. So können verschiedene Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel oder in manchen Fällen auch ohne diese durchgeführt werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern dient nur der einfacheren Veranschaulichung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach der verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch einen Code darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuerungssystem zu programmieren ist, wo die beschriebenen Aktionen durch Ausführung der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Hardwarekomponenten des Motors in Kombination mit dem elektronischen Steuergerät umfasst.The control methods and routines described herein may be stored as executable instructions in non-transitory memory and executed by the control system, including the controller, in conjunction with the various sensors, actuators, and other engine hardware. The specific routines described herein may represent any one or more processing strategies, such as event-driven, interrupt-driven, multi-tasking, multi-threading, and the like. As such, various actions, operations, and/or functions may be performed in the order presented, in parallel, or in some cases without them. Likewise, the order of processing is not strictly required to achieve the features and advantages of the embodiments described herein, but is for ease of illustration and description only. One or more of the actions, operations, and/or functions depicted may be performed repeatedly depending on the strategy used. Further, the actions, operations, and/or functions described may graphically represent code to be programmed into non-transitory memory of the computer-readable storage medium in the engine control system, where the actions described are performed by executing the instructions in a system that controls the various hardware components of the engine in combination with the electronic control unit.

In dieser schriftlichen Beschreibung wird die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsform, anhand von Beispielen offenbart, um einem Fachmann auf dem relevanten Gebiet in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, einschließlich der Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und der Durchführung von integrierten Verfahren. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die dem Fachmann bekannt sind. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, wenn sie Strukturelemente aufweisen, die sich nicht vom wörtlichen Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden zum wörtlichen Wortlaut der Ansprüche enthalten.In this written description, the invention, including the best mode, is disclosed by way of example to enable any person skilled in the relevant art to practice the invention, including making and using any devices or systems and performing integrated methods . The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 63268673 [0001]US63268673 [0001]

Claims (20)

Turboladersystem, aufweisend: eine Welle, die ein Verdichterrad mit einem Turbinenrad koppelt; eine elektrische Maschine mit einem Stator, der die Welle zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad umgibt; und einen Ölzufuhrkanal, der in einem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist und mit einer ersten Öldüse, die auf die Welle ausgerichtet ist, fluidisch gekoppelt ist.Turbocharger system comprising: a shaft coupling a compressor wheel to a turbine wheel; an electric machine having a stator surrounding the shaft between the compressor wheel and the turbine wheel; and an oil supply passage formed in a housing of the electric machine and fluidly coupled to a first oil nozzle aligned with the shaft. Turboladersystem nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen Pufferluftkanal definiert, der sich zwischen dem Verdichterrad und einer Kammer an dem Turbinenrad erstreckt.turbocharger system claim 1 wherein the housing defines a buffer air passage extending between the compressor wheel and a chamber on the turbine wheel. Turboladersystem nach Anspruch 2, ferner aufweisend einen Verdichterlagerträger, der ein Axiallager trägt, und wobei der Pufferluftkanal einen ersten Kanalabschnitt, der in dem Verdichterlagerträger ausgebildet ist, und einen zweiten Kanalabschnitt, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist, definiert.turbocharger system claim 2 , further comprising a compressor bearing bracket supporting a thrust bearing, and wherein the buffer air passage defines a first passage portion formed in the compressor bearing bracket and a second passage portion formed in the electric machine housing. Turboladersystem nach Anspruch 3, wobei der zweite Kanalabschnitt direkt in die Kammer mündet.turbocharger system claim 3 , wherein the second channel section opens directly into the chamber. Turboladersystem nach Anspruch 2, wobei, während die Kammer unter Druck steht, eine Dichtungsplatte, die eine Wand der Kammer definiert, in Richtung des Turbinenrads vorgespannt ist.turbocharger system claim 2 wherein while the chamber is pressurized, a seal plate defining a wall of the chamber is biased toward the turbine wheel. Turboladersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein mit der Welle gekoppeltes Axiallager, wobei die Welle ein Rotor der elektrischen Maschine ist, wobei eine Länge zwischen dem Axiallager und dem Verdichterrad kleiner ist als eine Länge zwischen einer Spitze der ersten Öldüse und dem Verdichterrad.turbocharger system claim 1 , further comprising a thrust bearing coupled to the shaft, wherein the shaft is a rotor of the electric machine, wherein a length between the thrust bearing and the compressor wheel is less than a length between a tip of the first oil jet and the compressor wheel. Turboladersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Verdichterlagerträger, der ein Axiallager trägt, und wobei der Ölzufuhrkanal einen ersten Ölkanalabschnitt, der in dem Verdichterlagerträger ausgebildet ist, und einen zweiten Ölkanalabschnitt, der in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist, aufweist.turbocharger system claim 1 , further comprising a compressor bearing bracket supporting a thrust bearing, and wherein the oil supply passage comprises a first oil passage portion formed in the compressor bearing bracket and a second oil passage portion formed in the electric machine housing. Turboladersystem nach Anspruch 7, wobei die erste Öldüse direkt in den Ölzufuhrkanal an dem ersten Ölkanalabschnitt mündet.turbocharger system claim 7 , wherein the first oil nozzle opens directly into the oil supply channel at the first oil channel section. Turboladersystem nach Anspruch 7, ferner aufweisend eine zweite Öldüse, die zur Welle hin ausgerichtet ist und der ersten Öldüse gegenüberliegt, wobei eine Spitze der ersten Öldüse einer Spitze der zweiten Öldüse zugewandt ist.turbocharger system claim 7 , further comprising a second oil nozzle aligned with the shaft and opposed to the first oil nozzle, wherein a tip of the first oil nozzle faces a tip of the second oil nozzle. Turboladersystem nach Anspruch 9, wobei die zweite Öldüse direkt mit dem Ölzufuhrkanal an dem zweiten Ölkanalabschnitt verbunden ist, und wobei der Ölzufuhrkanal mit einer unter Druck stehenden Motorschmierölzufuhr fluidisch gekoppelt ist.turbocharger system claim 9 wherein the second oil jet is directly connected to the oil supply gallery at the second oil gallery section, and wherein the oil supply gallery is fluidly coupled to a pressurized engine lubricating oil supply. System, aufweisend: einen Turbolader mit einem Verdichter, einer Turbine und einem Verdichterlagerträger; eine elektrische Maschine innerhalb des Turboladers mit einem Gehäuse und einem Rotor, der sich sowohl durch das Gehäuse als auch durch den Verdichterlagerträger erstreckt; und einen Fluidkanal, der sowohl durch das Gehäuse als auch durch den Verdichterlagerträger verläuft.system comprising: a turbocharger having a compressor, a turbine, and a compressor bearing bracket; an electric machine within the turbocharger having a housing and a rotor extending through both the housing and the compressor bearing bracket; and a fluid passage running through both the housing and the compressor bearing bracket. System nach Anspruch 11, wobei der Fluidkanal ein Pufferluftkanal ist, der den Verdichter fluidisch mit einer Kammer an der Turbine koppelt.system after claim 11 , wherein the fluid passage is a buffer air passage fluidly coupling the compressor to a chamber on the turbine. System nach Anspruch 11, wobei der Fluidkanal ein Ölzufuhrkanal ist, der eine von dem Verdichterlagerträger umschlossene Düse mit einer Ölquelle fluidisch koppelt.system after claim 11 wherein the fluid passage is an oil supply passage that fluidly couples a nozzle enclosed by the compressor bearing bracket to a source of oil. System nach Anspruch 11, wobei der Fluidkanal einen ersten, in dem Gehäuse ausgebildeten Kanalabschnitt und einen zweiten, in dem Verdichterlagerträger ausgebildeten Kanalabschnitt aufweist.system after claim 11 , wherein the fluid passage comprises a first passage portion formed in the housing and a second passage portion formed in the compressor bearing bracket. System nach Anspruch 14, wobei der erste Kanalabschnitt in einem ersten Winkel und der zweite Kanalabschnitt in einem anderen, zweiten Winkel verläuft.system after Claim 14 , wherein the first channel section runs at a first angle and the second channel section runs at a different, second angle. System nach Anspruch 11, wobei der Rotor ein Verdichterrad des Verdichters mit einem Turbinenrad der Turbine koppelt.system after claim 11 , wherein the rotor couples a compressor wheel of the compressor to a turbine wheel of the turbine. Verfahren, umfassend: Leiten von Öl durch einen Ölzufuhrkanal eines elektrischen Turboladers zu einer innerhalb des elektrischen Turboladers angeordneten Öldüse.Method comprising: directing oil through an oil feed passage of an electric turbocharger to an oil nozzle located within the electric turbocharger. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend: Sprühen des Öls aus der Öldüse gegen Oberflächen einer Welle, die sich durch eine elektrische Maschine des elektrischen Turboladers erstreckt und jeweils mit einem Verdichterrad und einem Turbinenrad gekoppelt ist.procedure after Claim 17 , further comprising: spraying the oil from the oil nozzle against surfaces of a shaft extending through an electric machine of the electric turbocharger and coupled to a compressor wheel and a turbine wheel, respectively. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Bereitstellen von Druckluft an einer Kammer an dem Turbinenrad über einen Pufferluftkanal, der sich durch ein Gehäuse der elektrischen Maschine erstreckt.procedure after Claim 18 , further comprising: providing pressurized air to a chamber on the turbine wheel via a buffer air passage extending through a housing of the electric machine. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Ausleiten des Öls von der Welle zu einer Auslassöffnung, die an einem unteren Ende des elektrischen Turboladers angeordnet ist.procedure after Claim 18 , further comprising: directing the oil from the shaft to an exhaust port located at a lower end of the electric turbocharger.
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